Licor de Menta

“Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático” ” FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y METALUG

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“Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático” ”

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y METALUGIA E.A.P:

Ingeniería Química

CURSO:

Proyectos Industriales

TEMA:

Licor de menta a partir del macerado de arroz

DOCENTE:

Ing. Huamán Tena

CICLO:

X

INTEGRANTES: López Sepúlveda, Luis Pacora Gonzales, Luis M. Milla Carhuapoma, David

HUACHO – PERÚ 2014

INDICE CAPITULO I .................................................................................................................................... 3 I. RESUMEN ................................................................................................................................... 3 II. INFORMACION GENERAL.......................................................................................................... 3 BIOQUÍMICA DEL PROCESO DE FERMENTACIÓN ...................................................................... 3 LA LEVADURA SACCHAROMYCE CEREVISIAE EN LA FERMENTACIÓN ....................................... 3 DEGRADACIÓN DEL ALMIDÓN .................................................................................................. 4 LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA ............................................................................................. 5 III. ESTUDIO DEL MERCADO .......................................................................................................... 6 ENCUESTA A REALIZARSE DE LICOR DE MENTA ........................................................................ 6 IV. ESTUDIO TECNICO .................................................................................................................... 7 TAMAÑO.................................................................................................................................... 7 V. ESTUDIO ECONOMICO Y FINANCIERO ...................................................................................... 7 INVERSIONES ............................................................................................................................. 7 INGRESOS Y GASTOS ................................................................................................................. 8 CAPITULO II ................................................................................................................................... 9 DESARROLLO DE LICOR DE MENTA ............................................................................................... 9 PROCESOS PREFERMENTATIVOS............................................................................................... 9 ANÁLISIS FÍSICO DEL ARROZ .................................................................................................. 9 MOLIENDA DEL ARROZ .............................................................................................................. 9 LAVADO Y EMPAPADO DEL ARROZ ......................................................................................... 10 COCCIÓN DEL ARROZ .............................................................................................................. 10 ADECUACIÓN DEL MOSTO ...................................................................................................... 10 ADICIÓN DE LA LEVADURA ...................................................................................................... 10 FERMENTACIÓN .......................................................................................................................... 10 FILTRACIÓN ................................................................................................................................. 11 DESTILACIÓN ............................................................................................................................... 11 ACONDICIONAMIENTO FINAL ..................................................................................................... 11 EMBOTELLAMIENTO ................................................................................................................... 11 BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................................. 12

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CAPITULO I I. RESUMEN Los orígenes del licor de menta son difusos y pueden no llegar a conocerse nunca. Su primera aparición en un medio escrito se dio en un libro de John Davis publicado en Londres en 1803, donde era descrito como «una copita de licor espiritoso que lleva menta dentro, tomada por los habitantes de Virginia por la mañana». Sin embargo, Davis no especificó si el bourbon era el licor usado. El julepe de menta surgió en el sur de los Estados Unidos, probablemente durante el siglo XVIII. El senador de Kentucky Henry Clayllevó la bebida a Washington D. C., al Round Robin Bar del famoso Hotel Willard, durante su estancia en la ciudad. El término «julepe» suele usarse para una bebida dulce, particularmente la usada como vehículo para un medicamento, derivando del árabe ḡul[l]āb, y éste del persa gol āb, ‘agua de rosas’. Los estadounidenses no solo tomaban julepes a base de bourbon en el siglo XIX, sino también otros hechos a base de ginebra. Sin embargo, recientemente los elaborados a partir de bourbon han eclipsado a estos.

II. INFORMACION GENERAL BIOQUÍMICA DEL PROCESO DE FERMENTACIÓN La elaboración del fermentado de arroz consiste en una serie de pasos bien diferenciados, tanto por las condiciones en las que cada una se lleva a cabo, como por los microorganismos que participan en cada una de ellas. En la elaboración del koji, prácticamente solo participa Aspergillus oryzae. En esta, a parte de una concentración de entre 15 y 20% de etanol, los principales componentes responsables de su sabor característico son: ácido succínico (500 a 700 mg/L), ácido málico (200 a 400 mg/L), ácido cítrico (100 a 500 mg/L), ácido acético (50 a 200 mg/L), isoamyl alcohol (70 a 250 mg/L), n-propanol (120 mg/L), 2-fenil etanol (75 mg/L), isobutanol (65 mg/L), etilacetato (50 a 120 mg/L), etilcaproato (10 mg/L) e isoamyl acetato (10 mg/L). Estos metabolitos también pueden encontrarse en cervezas y la mayoría de vinos ya que provienen de la fermentación alcohólica. También hay que añadir a estos componentes el etilleucinato, que es el que contribuye en mayor medida al aroma del Saké. No obstante, la concentración de todos estos compuestos en el Saké es significantemente mayor. No hay que olvidar la presencia de de ácido láctico (0,3 a 0,5 mg/L) que es casi enteramente fruto de la actividad de las bacterias fermentadoras acidolácticas presentes durante la etapa del moto. También se detecta, aunque en concentraciones menores, una variedad de aminoácidos. La presencia de estos tiende a ser la mínima posible, ya que le dan al Saké un sabor desagradable.

LA LEVADURA SACCHAROMYCE CEREVISIAE EN LA FERMENTACIÓN La levadura Saccharomyce cerevisiae es la más universal e importante de todas las levaduras.

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Es utilizada para la fermentación de: - Pan - Vinos, sidras, cervezas de alta fermentación. - Bebidas destiladas, alcohol industrial. - Producción de biomasa, autolisados, flavores, etc. Variedades o razas más importantes: - S. cerevisiae var. cerevisiae (antiguamente S. cerevisiae) - S. cerevisiae var. bayanus (antiguamente S. bayanus) Las levaduras son cuerpos unicelulares (generalmente de forma esférica) de un tamaño que ronda los 2 a 4 μm y que están presentes de forma natural en algunos productos como las frutas, cereales y verduras. Son lo que se denominan: organismos anaeróbicos facultativos, es decir que pueden desarrollar sus funciones biológicas sin oxígeno. Se puede decir que el 96% de la producción de etanol la llevan a cabo hongos microscópicos, diferentes especies de levaduras, entre las que se encuentran principalmente Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces fragilis, Torulaspora y Zymomonas mobilis. Los microorganismos responsables de la fermentación son de tres tipos: bacterias, mohos y levaduras. Cada uno de estos microorganismos posee una característica propia sobre la fermentación que son capaces de provocar. En algunos casos son capaces de proporcionar un sabor característico al producto final (como en el caso de los vinos o cervezas). A veces estos microorganismos no actúan solos, sino que cooperan entre sí para la obtención del proceso global de fermentación. Las propias levaduras se han empleado a veces en la alimentación humana como un subproducto industrial. Se ha descubierto que en algunos casos es mejor inmovilizar (reducir el movimiento) de algunas levaduras para que pueda atacar enzimáticamente mejor y con mayor eficiencia sobre el substrato de hidratos de carbono evitando que los microorganismos se difundan facilitando su recuperación (los biocatalizadores suelen ser caros), para ello se emplean fijadores‟ como agar, alginato de calcio, astillas de madera de bálsamo, etcétera. Cuando el medio es rico en azúcar, la transformación del mismo en alcohol hace que la presencia de una cierta concentración (generalmente expresada en grados brix) afecte a la supervivencia de levaduras no pudiendo realizar la fermentación en tal medio (las altas concentraciones de azúcar frenan los procesos osmóticos de las membranas de las células). Aunque hay distintos tipos de levaduras con diferentes tolerancias a las concentraciones de azúcares y de etanol, el límite suele estar en torno a los 14 o de alcohol para las levaduras del vino, por ejemplo. Los azúcares empleados en la fermentación suelen ser: dextrosa, maltosa, sacarosa y lactosa (azúcar de la leche). Los microorganismos atacan específicamente a cada una de los hidratos de carbono, siendo la maltosa la más afectada por las levaduras. Otros factores como el número de levaduras (contadas en el laboratorio, o la industria, a veces mediante cámaras de Neubauer).

DEGRADACIÓN DEL ALMIDÓN Aunque no se haya mencionado más arriba, tan importante como el proceso fermentativo es la degradación del almidón por parte de Aspergillus oryzae, ya que ninguna de las otras levaduras puede degradarlo. Este proceso, también llamado sacarificación, es llevado a cabo por dos enzimas: la α-amilasa, la enzima liquefactora, y la glucoamilasa, la enzima

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Deshidrogenasa. Estas se hallan entre las amilosacaridasas más estudiadas dadas su alta actividad y sus muchas aplicaciones industriales. Antes de adentrarnos más en detalle, pero, será conveniente recordar las características de su sustrato: el almidón. El almidón es uno de los mayores glucopolímeros, y su estructura básica es la de una cadena central compuesta de α-D-glucosas unidas mediante enlaces α-1,4, y cadenas ramificadas mediante enlaces α-1,6. La cadena lineal no ramificada recibe el nombre de amilosa mientras que las cadenas ramificadas se denominan amilopectinas. Estas cadenas difieren no solo en cuanto a sus propiedades físicas, sino también en cuanto a proporciones ya que la amilosa representa entre el 17 y el 25% del almidón, mientras que el resto son principalmente amilopectinas. La estructura de estos dos polímeros en solución sigue siendo todavía objeto de debate. No obstante sí se ha observado que la distancia media entre ramificaciones de amilopectina y la cadena principal es variable.

LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA La fermentación alcohólica (denominada también como fermentación del etanol o incluso fermentación etílica) es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire (oxígeno – O2), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por regla general azúcares: como pueden ser por ejemplo la glucosa, la fructosa, la sacarosa, el almidón, etc.) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol (cuya fórmula química es: CH3-CH2-OH), dióxido de carbono (CO2) en forma de gas y unas moléculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico. El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc. Aunque en la actualidad se empieza a sintetizar también etanol, mediante la fermentación a nivel industrial a gran escala para ser empleado como biocombustible. La fermentación alcohólica tiene como finalidad biológica proporcionar energía anaeróbica a los microorganismos unicelulares (levaduras) en ausencia de oxígeno para ello disocian las moléculas de glucosa y obtienen la energía necesaria para sobrevivir, produciendo el alcohol y CO2 como desechos consecuencia de la fermentación. Las levaduras y bacterias causantes de este fenómeno son microorganismos muy habituales en las frutas y cereales y contribuyen en gran medida al sabor de los productos fermentados. Una de las principales características de estos microorganismos es que viven en ambientes completamente carentes de oxígeno (O 2), máxime durante la reacción química, por esta razón se dice que la fermentación alcohólica es un proceso anaeróbico. Se ha sugerido que parte de la producción de etanol podría ser fruto de la actividad fermentadora de Aspergillus oryzae, si bien es cierto, que no se da siempre, y aun cuando se produce, su contribución es muy minoritaria. De todos modos, los altos niveles de etanol alcanzados, pese a no afectar en exceso la actividad del hongo, sí que sirven para acabar con los microorganismos indeseados y también con las bacterias productoras de ácido láctico que hayan sucumbido ya debido a la baja da de pH que ellas mismas causaron durante la etapa del moto.

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III. ESTUDIO DEL MERCADO ENCUESTA A REALIZARSE DE LICOR DE MENTA Datos Sexo F M Edad: ______ 1.- Consume licor? Sí ( ) No( ) 2.- Que tipo de licor prefiere? a. Ron b. Licores c. Whisky d. Cerveza e. Vino 3.- Con que frecuencia compra licores? a. b. c. d. e.

Semanalmente Mensualmente Trimestralmente Semestralmente Anualmente

4.- Que es lo que más importa en un licor para ud.? a. sabor b. presentación c. precio d. marca e. botella 5.- El Sake es un vino de arroz japonés, lo ha tomado alguna vez ? Sí ( ) No ( ) 6.- Le gustaría probar un nuevo Sake o vino a base de arroz ecuatoriano? Sí ( ) No ( ) 7.- Que piensa de este vino de arroz ecuatoriano? a. Que tiene buen sabor b. Que tiene regular sabor c. Que tiene mal sabor 8.- En que tipo de establecimientos le gustaría conseguirlo? P á g i n a 6 | 12

a. Licoreria b. Bares c. Supermercados d. Tiendas e. Otros____________

9.- En que presentación le gustaría encontrarlo? a. Botellas de vidrio b. cajas (tetrapack) c. cualquiera 10.- Cuanto estaría dispuesto a pagar por este producto? a. Entre 3 y 5 soles b. Entre 5 y 7 soles c. Entre 7 y 10 soles

IV. ESTUDIO TECNICO TAMAÑO Para la población se tomara en cuenta la zona Norte de la Región de Lima- Provincia en la que constan las siguientes zonas con sus respectivas poblaciones de acuerdo a las edades; para calcular la población potencial de consumo se ha tomado el rango desde los 15 años que son los datos obtenidos en el INEC, pero las encuestas fueron realizadas a personas de 18 a 64 años Poblacion según INEI. Lima Cañete

229 693

Lima Huaura

217 102

Lima Huaral

187 779

Lima Oyón

22 593

V. ESTUDIO ECONOMICO Y FINANCIERO INVERSIONES materia prima arroz levadura azucar menta Esencia de Menta

peso(Kg) 2 0.204615385 -

unidades 2 1

precio(Soles/Kg) 2 2 -

L/unidad 0.08

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L consumidos 0.007403846

precio(soles/unidad) 0.5 3.5

precio total(soles) 4 1 0.409230769 0.125 0.323918269 5.534230769

INGRESOS Y GASTOS INGRESOS PRECIO TOTAL (SOLES) 47.26615385 GASTOS precio total(soles) 5.534230769

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CAPITULO II DESARROLLO DE LICOR DE MENTA Este capítulo trata sobre el proceso práctico que se realizó para el desarrollo el licor, cada paso incluyendo los procesos de inspección y análisis que se debe realizar para tener un buen control de calidad de todo el proceso.

PROCESOS PREFERMENTATIVOS Antes de realizar la fermentación se deben realizar análisis físicos al arroz para comprobar que este sea apto para la elaboración del licor, y que no tenga alteraciones de ningún tipo que puedan alterar de alguna manera la calidad del producto final. El análisis microbiológico en este caso no se lo realizará pues se considera innecesario dado el proceso de cocción que el arroz tendrá antes de pasar a la parte fermentativa del proceso.

ANÁLISIS FÍSICO DEL ARROZ Se analizó 100 gr del arroz escogido para el proceso y se separó las impurezas que este tenía como granos rojos y oscuros para que no altere de ninguna manera al producto final.

MOLIENDA DEL ARROZ La cantidad de arroz que se utilizó para todo el proceso es de 2 Kg. Se molió el arroz en la molienda de la planta para que se parta mas el grano porque el almidón, que será el alimento del moho, se encuentra en el centro del grano por eso la importancia de este paso. Para saber cuando tenemos el grado de molienda deseada se hace un seguimiento haciendo comparación de peso entre el grano original y el obtenido. Generalmente se pierde un 20% para sake de bajo coste y un 75% para los de buena calidad. Esta característica en la elaboración del sake se llama seimaibuai. Todo este proceso no es tan fácil como parece, realizó suavemente por diversos motivos. La fricción entre los granos de arroz en la molienda aumenta su temperatura y les hace perder capacidad de absorber agua, indispensable en el paso siguiente. Otro motivo es la estructura física del grano de arroz, ya que los granos quebrados o agrietados no fermentan tan bien como los intactos.

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LAVADO Y EMPAPADO DEL ARROZ Después de que el fue molido hasta el grado deseado, se lavó (senmai) para quitar el nuka, (el polvo que aún ha quedado después de la molienda). Entonces se empapó con agua (shinseki) para prepararlo para el siguiente proceso: cocción al vapor. Este paso es muy importante, ya que el contenido de agua que tenga el grano afectará a la cocción resultante. En este grano empapado y cocido fue donde se cultivó el moho Koji-kin (Aspergillus oryzae).

COCCIÓN DEL ARROZ La cocción al vapor se realizó con la ayuda de una olla tamalera y dos coladores para ayudar a que el vapor entre en la mayor cantidad de arroz por sus agujeros. También se puede realizar la cocción en agua pero el arroz cocinado al vapor da un mejor sabor al sake que se obtiene al final. Se intentó en todo momento que el vapor atraviese el arroz de la manera más uniformemente posible. Una vez el arroz ha sido cocido, se enfrío el arroz mediante pequeñas porciones para que se aireen y enfríen rápidamente.

ADECUACIÓN DEL MOSTO Aquí es donde empieza propiamente la elaboración del licor, hasta ahora eran solo etapas preparatorias del arroz. Al cocido se lo añadió una pequeña cantidad de ácido cítrico (20 gr), para evitar que se contamine con bacterias, se colocó en una olla más grande con tapa, y en un lugar cálido y oscuro para ayudar a la propagación del moho en el arroz. Se lo dejo reposar durante 7 días, removiéndolo 3 veces cada día para que se oxigene el moho que crecía en el. Si este proceso sale mal, el olor del koji será una evidencia de un producto de mala calidad. Un aroma a humedad se hará notar sobre el sabor y la fragancia del Sake.

ADICIÓN DE LA LEVADURA En el Koji, que es el arroz con Aspergillus oryzae, se añadió un galón de agua, (cada 2 Kg. De arroz se añade 1 galón de agua), y 20 gramos de levadura Saccharomyces cerevisia.

FERMENTACIÓN La mezcla del koji con agua y levadura se colocó en un recipiente muy amplio en el que la mezcla llegaba la 10% del envase, esto es para evitar que se derrame y que tenga espacio suficiente para salir el CO2 que se produce. Durante un período de 3 semanas se dejó reposar el koji que rompió el almidón del arroz en azúcares pequeños y estos sirvieron de nutrientes para la levadura, la cual se multiplicó muy rápidamente hasta que la mezcla estuvo lista para procesar grandes cantidades de mezcla de koji, arroz cocido al vapor y agua. Como el koji rompe los almidones gradualmente, la levadura no se inhibe por exceso de sacarosa y puede seguir produciendo alcohol y dióxido de carbono. Esto le proporciona al sake una graduación de unos 20 grados, siendo la bebida fermentada con más graduación en todo el mundo.

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FILTRACIÓN Después de dejar reposar el sake durante unos dias, se filtró con el uso solo de coladores para solo separar el arroz sobrante del líquido fermentado conocido como moromi

DESTILACIÓN Para darle mayor grado alcohólico y pureza se destiló el moromi, utilizando un equipo de destilación de la Facultad de Ingenieria Quimica de UNJFSC.

ACONDICIONAMIENTO FINAL Luego hervir agua con menta, para que el agua tenga el sabor a menta Después esperar a su enfriamiento para luego endulzarla acorde al gusto Ya teniendo el alcohol del fermentado de arroz se mezcla con el agua de menta según la proporción y además se le agrega una esencia y solo se espera su enfriado

EMBOTELLAMIENTO Al licor de menta se lo embotello en una botella pequeña de 500 ml de vidrio color verde para que la luz no afecte sus características, se lo tapó con su tapa respectiva en rosca y se lo refrigeró para mejor conservación.

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BIBLIOGRAFIA -

“ELABORACIÓN DE SAKE O VINO DE ARROZ, POR MEDIO DE LA FERMENTACIÓN CON EL USO SACCHAROMYCES CEREVISIAE Y ARROZ ECUATORIANO” - GRACE CAROLINA GARCÍA MALDONADO - QUITO – ECUADOR 2010

-

“FERMENTACIÓN DE MALTA EMPLEANDO UN SISTEMA SEMICONTINUO EN EL PROCESO DE ELABORACIÓN DE CERVEZA” - ANABEL SÁNCHEZ MIGUEL -, OAXACA, MEXICO FEBRERO 2011

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EVALUACIÓN DE LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA PARA LA PRODUCCIÓN DE HIDROMIEL - CAROLINA ACOSTA ROMERO - UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2012

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