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- 1 - INDUSTRIA DEL ALCOHOL FERMENTACIÓN INDUSTRIAL .- La fermentación industrial se define actualmente como cualquier proceso microbiano, controlado por el hombre, que proporcione productos útiles. La fermentación es causada directamente por los procesos vitales de microorganismos. Entendiendo como funcionan estos microorganismos y reconociendo que, por ejemplo, distintas variedades de levaduras actúan en forma diferente y que el medio ambiente tiene efectos fundamentales aún sobre una especie determinada, los procesos de fermentación se pueden controlar de manera científicamente exacta. Los microorganismos, o sean, las levaduras, bacterias y mohos, se alimentan de materias orgánicas. Al Ingeniero de Bioprocesos le interesa esta alimentación, porque suministrándoles los nutrientes necesarios, con otros esenciales, estos microorganismos no sólo crecerán y se multiplicarán, sino que también transformarán los alimentos en otras sustancias químicas. La fermentación en condiciones controladas produce conversiones químicas. Algunos de los más importantes procesos son: oxidación, reducción, hidrólisis y la esterificación. De hecho, ciertas conversiones químicas pueden realizarse con más eficiencia por fermentación que por medio de reacciones químicas. REQUISITOS BÁSICOS DE UN PROCESO DE FERMENTACIÓN .- Se ha desarrollado el concepto de la fermentación como una conversión química. Los cinco requisitos básicos de un buen proceso de fermentación son: 1. Un microorganismo que proporciona un producto final deseable. Este microorganismo debe propagarse fácilmente y mantener su uniformidad biológica para obtener rendimientos pronosticables. 2. Materias primas económicas para el sustrato. 3. Rendimientos aceptables. 4. Fermentación rápida. 5. Un producto fácil de recuperar y purificar. Hay que acentuar ciertos factores relacionados con el concepto de la fermentación como conversión química o proceso químico, tales como los microorganismos, el equipo y la fermentación misma. Algunos factores básicos de la fermentación son el pH, la temperatura, la aereación-agitación, la fermentación con cultivo puro y la uniformidad de rendimiento. Deben emplearse microorganismos que prosperen con modificaciones relativamente sencillas y manejables del medio ambiente. Ya no se utiliza cualquier levadura para producir alcohol industrial o una bebida fermentada; quedan excluidas las levaduras silvestres y se deben emplear cepas especiales. OBTENCIÓN DEL ETANOL POR FERMENTACIÓN DE LIQUIDOS AZUCARADOS .- El etanol se prepara industrialmente por fermentación de una sustancia dulce, la glucosa, sobre la que actúa un fermento específico llamado zimasa, segregado por la levadura. Este transforma la glucosa en alcohol etílico y dióxido de carbono. Las materias primas empleadas en la fabricación industrial del etanol pueden ser: a) Materias azucaradas que fermentan directamente, por ejemplo: mosto de uva, melazas de caña de azúcar, etc. Zimasa C 6 H 12 O 6 ------------------------- 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 INDUSTRIA DE PROCESOS QUIMICOS I–FIQ–UNICA Docente: Ing. Felipe Estuardo Yarasca

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FERMENTACIÓN INDUSTRIAL.- La fermentación industrial se define actualmente como cualquier proceso microbiano, controlado por el hombre, que proporcione productos útiles. La fermentación es causada directamente por los procesos vitales de microorganismos. Entendiendo como funcionan estos microorganismos y reconociendo que, por ejemplo, distintas variedades de levaduras actúan en forma diferente y que el medio ambiente tiene efectos fundamentales aún sobre una especie determinada, los procesos de fermentación se pueden controlar de manera científicamente exacta. Los microorganismos, o sean, las levaduras, bacterias y mohos, se alimentan de materias orgánicas. Al Ingeniero de Bioprocesos le interesa esta alimentación, porque suministrándoles los nutrientes necesarios, con otros esenciales, estos microorganismos no sólo crecerán y se multiplicarán, sino que también transformarán los alimentos en otras sustancias químicas. La fermentación en condiciones controladas produce conversiones químicas. Algunos de los más importantes procesos son: oxidación, reducción, hidrólisis y la esterificación. De hecho, ciertas conversiones químicas pueden realizarse con más eficiencia por fermentación que por medio de reacciones químicas. REQUISITOS BÁSICOS DE UN PROCESO DE FERMENTACIÓN.- Se ha desarrollado el concepto de la fermentación como una conversión química. Los cinco requisitos básicos de un buen proceso de fermentación son:

1. Un microorganismo que proporciona un producto final deseable. Este microorganismo debe propagarse fácilmente y mantener su uniformidad biológica para obtener rendimientos pronosticables.

2. Materias primas económicas para el sustrato. 3. Rendimientos aceptables. 4. Fermentación rápida. 5. Un producto fácil de recuperar y purificar.

Hay que acentuar ciertos factores relacionados con el concepto de la fermentación como conversión química o proceso químico, tales como los microorganismos, el equipo y la fermentación misma. Algunos factores básicos de la fermentación son el pH, la temperatura, la aereación-agitación, la fermentación con cultivo puro y la uniformidad de rendimiento. Deben emplearse microorganismos que prosperen con modificaciones relativamente sencillas y manejables del medio ambiente. Ya no se utiliza cualquier levadura para producir alcohol industrial o una bebida fermentada; quedan excluidas las levaduras silvestres y se deben emplear cepas especiales. OBTENCIÓN DEL ETANOL POR FERMENTACIÓN DE LIQUIDOS AZUCARADOS.- El etanol se prepara industrialmente por fermentación de una sustancia dulce, la glucosa, sobre la que actúa un fermento específico llamado zimasa, segregado por la levadura. Este transforma la glucosa en alcohol etílico y dióxido de carbono. Las materias primas empleadas en la fabricación industrial del etanol pueden ser: a) Materias azucaradas que fermentan directamente, por ejemplo: mosto de uva, melazas de caña de azúcar, etc. Zimasa C6H12O6 ------------------------- 2C2H5OH + 2CO2

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b) Materias que no fermentan directamente, como sustancias amiláceas que provienen de los granos de cereales y tubérculos y materias celulósicas. Diastasa 2(C6H10O5)n + nH2O -------------------------- nC12H22O11 Maltasa C12H22O11 + H2O --------------------------- 2C6H12O6 c) Líquidos hidroalcohólicos: cachina, vinos, cerveza, sidra, etc. FERMENTACION ALCOHOLICA.- La fermentación es causada directamente por los procesos vitales de microorganismos. Las condiciones de desarrollo de las levaduras, de su crecimiento o multiplicación, son las mismas de la fermentación. Sólo se produce la fermentación del azúcar y su transformación en alcohol cuando las levaduras se desarrollan bien. Estamos pues ante un proceso metabólico de fermentación alcohólica. El crecimiento de las levaduras está condicionado a la conjunción de un determinado número de factores(sustancias nutritivas, factores de crecimiento) y de condiciones fisicoquímicas (temperatura, pH, aireación). Se llama "factor limitativo" a todo factor o condición cuya ausencia o modificación acarrea la detención del crecimiento. Si se colocan algunas células de microorganismos en un medio de cultivo conveniente (siembra), estas se multiplican hasta el agotamiento de un factor limitativo (del azúcar por ejemplo) o hasta el momento en que un factor limitativo alcanza un valor crítico (concentración de alcohol producido, por ejemplo). Etapas del crecimiento microbiano:

1. Latencia 4. Retardo

2. Aceleración 5. Estacionaria 3. Exponencial 6. Declinación.

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La degradación de azúcares por las levaduras, vía glicolítica, comprende todo un conjunto de reacciones que permiten a las células transformar la glucosa en ácido pirúvico, gracias a un importante contenido enzimático elaborado en el citoplasma. El primer paso es la formación de esteres de los azúcares (glucosa o fructosa), mecanismo bioquímico fundamentado en razones energéticas, ya que las moléculas de fosfato pueden dar con ciertos radicales orgánicos, enlaces ricos en energía.

Hasta la rotura de la molécula de hexosa (fructuosa-1-6-difosfato), en dos triosas isómeras (3-fosfogliceraldehido y fosfodihidroxiacetona), ha tenido lugar un proceso de fosforilación-isomerización-nueva fosforilación.

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De las dos triosas isómeras (3-fosfogliceraldehido y fosfodihidroxiacetona), resultantes de la acción catalítica de la aldolasa sobre la fructuosa-1,6-PP, solamente la primera de ellas interviene en las reacciones siguientes, y el equilibrio entre estas triosas esta desplazado continuamente a su favor, de forma que el 3-fosfogliceraldehido, por acción posterior de la triosafosfato-deshidrogenasa, se transforma en ácido 3-fosfoglicerico. La reacción transcurre en dos etapas: El paso de ácido 3-fosfoglicerico a ácido 2-fosfoglicerico, por transferencia del fosfato del C-3 al C-2 (fosfogliceromutasa), y la pérdida de una molécula de agua de este último, conduce a la formación de un compuesto rico en energía -el ácido fosfoenol piruvico-, que la piruvatokinasa transforma en piruvato o eslabón final de la glicólisis, con un balance energético final de formación de dos moléculas de ATP. Estas reacciones seriadas de degradación de los azúcares hasta ácido pirúvico constituyen el primer estadio de la fermentación alcohólica. Con posterioridad, las células de levadura actúan sobre el ácido pirúvico descarboxilandolo (piruvatodescarboxilasa, con tiamina como grupo prostético), y transformándolo en acetaldehido, que finalmente es reducido a alcohol, merced a la alcoholdeshidrogenasa en presencia de NAD reducido.

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La glucólisis constituye el primer acto químico de la fermentación alcohólica. El ácido pirúvico que aparece está descarboxilado bajo forma de aldehido acético (o acetaldehido o etanal), y reducido en alcohol etílico. Esta reacción se realiza por la forma reducida del NAD que aparece durante la oxidación del gliceraldehido-3-fosfato. Las dos reacciones correspondientes están pues en pareja; constituyen una oxidoreducción. Se comprende la necesidad de la reoxidación de NADH , pues de no ser así la glucólisis se detendría cuando todo el NAD presente en la célula se hubiese reducido. El balance energético de la fermentación alcohólica es idéntico al de la glucólisis, o sea 2 ATP formados por una molécula de azúcar degradada. El balance químico de la fermentación de la levadura se escribe: C6H12O6 + 2 ADP + 2 H3PO4 ----------------------> 2 CH3-CH2OH + 2 CO2 + 2 ATP + 2 H2O En el plano energético, la variación de energía libre de la transformación química de una molécula de glucosa en CO2 y etanol es de 40 kcal; como la energía de formación de una unión ATP es de 7,3 kcal, sobre las 40 kcal liberadas 14,6 son utilizadas por las células de levadura para asegurar sus funciones vitales, en particular su multiplicación. La diferencia, o sea 25,4 kcal se libera en forma de calor y provoca el calentamiento de las cubas de fermentación. COFACTORES DE LA FERMENTACIÓN ALCOHOLICA. Se conoce la intervención de las enzimas en la catálisis de las reacciones bioquímicas. Para ejercer su actividad catalítica, cierto número de ellas tiene necesidad de un cofactor que puede ser, según los casos, un ión metálico, un agrupamiento prostético sólidamente ligado y en consecuencia no disociable de la proteína enzimática, o una coenzima cuyo modo de acción es similar al precedente, pero que, al no estar ligada a la proteína, o al estarlo poco, se comporta como un sustrato de la reacción. Describimos tres cofactores que desempeñan un papel importante en los mecanismos de las fermentaciones: 1) NAD+ (nicotinamin-adenin-dinucleótido o nicotinamida adenina dinucleotido) Su estructura comprende dos nucleótidos ligados por una unión pirofosfato, durante largo tiempo se la denominó difosfopiridina nucleótida o DPN.

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Interviene como coenzima de diferentes deshidrogenasas; en efecto, puede fijar de manera reversible dos hidrógenos por intermedio de su núcleo nicotinamida. Esta oxidorreducción se escribe abreviada: NAD+ ====== NADH + H+ o más simplemente, pero de una manera menos correcta: NAD + 2H ========= NADH2 2) TPP (TIAMINA PIROFOSFATO O COCARBOXILASA).- Coenzima de las descarboxilasas, las cuales descarboxilan los ácidos cetónicos a aldehidos con un átomo de carbono menos según el esquema: TPP R-CO-COOH ----------------------------- R-CHO + CO2 descarboxilasa La tiamina pirofosfato, como su nombre indica, es el éster pirofosfórico de la tiamina o vitamina B1: necesita para desarrollar su acción la presencia del ión magnesio en el substrato. TPP es un transportador de agrupamientos aldehídicos, en especial del acetaldehido y constituye el cofactor de las descarboxilasas de los ácidos α-cetónicos según la reacción mostrada. La estructura del coenzima se expresa en la fórmula siguiente:

3) ADP (ADENOSINA DIFOSFATO) Y ATP (ADENOSINA TRI-FOSFATO).- Estos cuerpos desempeñan un papel fundamental en los procesos de transferencia de energía entre las reacciones bioquímicas. Estas dos coenzimas controlan el transporte del ión fosfato en las reacciones bioquímicas (son cofosforilasas) y como hemos dicho, juegan un papel fundamental en la transferencia de energía. Presentamos la estructura del adenosintrifosfato; la del adenosindifosfato es idéntica pero con una molécula de ácido fosfórico menos:

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En la molécula de ATP, la tercera molécula de fosfato está ligada a la precedente por una unión calificada de "rica en energía", es decir que la ruptura de esta unión se acompaña de una liberación de energía; de manera recíproca es necesaria una energía exterior para la formación de dicha unión. En resumen, podemos decir que a partir de ADP y de fosfato mineral, las reacciones químicas que liberan energía (reacciones exergónicas) permiten la formación de moléculas de ATP que constituyen una forma de almacenamiento de la energía directamente utilizable; en seguida estos ATP se reutilizan para permitir la realización de las reacciones de síntesis y de las otras reacciones que necesitan energía (reacciones endergónicas), indispensables a las células para asegurar sus funciones vitales y en particular su multiplicación. VARIABLES DEL PROCESO DE FERMENTACIÓN ALCOHOLICA.-

Las variables más importantes son: la temperatura de fermentación, la concentración de azúcares del mosto y el pH.

El control inadecuado de ellos, da como resultado una fermentación incompleta. 1.- TEMPERATURA.- Por lo general los microorganismos se dividen en tres categorías según su comportamiento en las condiciones de temperatura, lo que refleja su adaptación o resistencia de su equipo enzimático a este factor. Se llaman psicrófilos, mesófilos y termófilos los microorganismos cuyo desarrollo óptimo se efectúa

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respectivamente, por debajo de 20° C, entre 20° y 45° C y por encima de 45° C. Las levaduras pertenecen a las dos primeras categorías. La temperatura es un factor importante en la actividad de todas las levaduras; se dan condiciones óptimas, mínimas y máximas para cada una de las diversas funciones de la célula: respiración, fermentación, crecimiento. La importancia considerable de la temperatura sobre el metabolismo de las levaduras puede traducirse por esta regla aproximativa: "por cada grado suplementario de temperatura, las levaduras transforman el 10 % más de azúcar en el mismo tiempo". La temperatura óptima de la fermentación del azúcar es variable según las especies de levaduras. La temperatura no actúa solo sobre la cinética y el limite de la fermentación sino también sobre la formación de los productos resultantes. En general el rendimiento en alcohol es inferior en fermentaciones a temperatura elevada. El número final de las levaduras es mayor cuanto más baja sea la temperatura de fermentación. La multiplicación es mas rápida a una temperatura elevada, pero cesa prematuramente. La mayor parte de las Saccharomyces tienen su punto óptimo hacia los 20° C. A baja temperatura, el único factor limitativo es la temperatura; la acción moderadora del alcohol y el agotamiento de los principios nutritivos desempeñan un papel menos importante. Por el contrario, cuanto más elevada es la temperatura, más entorpece el alcohol el crecimiento de las levaduras a medida que se forman. La temperatura a la cual las levaduras comienzan a desarrollarse es un factor determinante para toda la continuación de la fermentación. Cuando la temperatura de fermentación es constante de un extremo al otro, la fermentación es mejor. Un sistema de fermentación a temperatura constante es, pues ventajoso. 2.- pH.- Cada especie de microorganismos tiene tres valores cardinales de pH. Dos extremos y uno óptimo. Los extremos marcan el rango compatible con su vida, o margen de viabilidad, y entre ellos el valor óptimo en que su desarrollo tiene lugar en la forma mas rápida y eficaz. Se considera que el nivel óptimo de pH para el crecimiento de las levaduras se encuentra entre 4 y 6. Con pH inferior a 2,8 y hacia 2,5 a 2,6 , la fermentación se vuelve difícil. El crecimiento de las levaduras también se ve demorado en un medio ligeramente alcalino. El pH interno de la célula microbiana es neutro. Si no fuese así, muchos compuestos estructurados de esta, sensibles a la acidez como el ATP, el DNA, etc. serían destruidos. Aparte del efecto directo del pH sobre la célula, hay otro indirecto a través de la ionización que produce sobre las moléculas orgánicas del medio de cultivo. Las moléculas no ionizadas de la mayoría de los compuestos penetran más fácilmente en la célula que la forma ionizada, por estar la célula cargada negativamente. La ionizada seria repelida.

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3.- Concentración de azucares.- El carbono es suministrado por los azúcares contenidos en la materia prima, siendo la concentración de azúcar un valor que se debe considerar ya que afecta la velocidad de la fermentación, el comportamiento y el desarrollo de las células de la levadura. Suele ser satisfactoria una concentración de azúcar del 10 al 18%, el valor más corriente es del 12%. Cuando se trabaja con concentraciones de azúcar muy altas, se observa una deficiencia respiratoria en la levadura y un descenso de la velocidad de fermentación; por el contrario, al trabajar con concentraciones muy bajas, el proceso resulta antieconómico ya que requiere un mayor volumen para la fermentación. La presencia de sustancias nutritivas adecuadas es una condición necesaria para el crecimiento y desarrollo de la levadura, siendo su concentración un factor primordial en la actividad vital de la levadura. Las principales sustancias nutritivas y las más influyentes son el nitrógeno, fósforo, vitaminas y trazas de algunos elementos. El proceso de elaboración de alcohol por fermentación, está basado en las propiedades que tienen algunos microorganismos de metabolizar azúcares y producir como residuo, alcohol etílico. Como el alcohol que se produce es de baja graduación, es necesario eliminar el agua por destilación rectificación. DESTILACIÓN.- Consiste en calentar un líquido hasta que sus componentes más volátiles pasan a la fase de vapor y, a continuación, enfriar el vapor para recuperar dichos componentes en forma líquida por medio de la condensación. El objetivo principal de la destilación es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o bien separar los materiales volátiles de los no volátiles. La finalidad principal de la destilación es obtener el componente más volátil en forma pura. Por ejemplo, la eliminación del agua del alcohol evaporando el alcohol se llama destilación. Si la diferencia en volatilidad (y por tanto en punto de ebullición) entre los dos componentes es grande, puede realizarse fácilmente la separación completa en una destilación individual. Si los puntos de ebullición de los componentes de una mezcla sólo difieren ligeramente, no se puede conseguir la separación total en una destilación individual. Un ejemplo importante es la separación de agua, que hierve a 100 °C, y alcohol, que hierve a 78,3 °C. Si se hierve una mezcla de estos dos líquidos, el vapor que sale es más rico en alcohol y más pobre en agua que el líquido del que procede, pero no es alcohol puro. Con el fin de concentrar una disolución que contenga un 10% de alcohol (como la que puede obtenerse por fermentación) para obtener una disolución que contenga un 50% de alcohol, el destilado ha de destilarse una o dos veces más, y si se desea alcohol industrial (95%) son necesarias varias destilaciones.

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Teoría de la destilación.- En la mezcla simple de dos líquidos solubles entre sí, la volatilidad de cada uno es perturbada por la presencia del otro. En este caso, el punto de ebullición de una mezcla al 50%, por ejemplo, estaría a mitad de camino entre los puntos de ebullición de las sustancias puras, y el grado de separación producido por una destilación individual dependería solamente de la presión de vapor, o volatilidad de los componentes separados a esa temperatura. Esta sencilla relación se llama ley de Raoult. Esta ley sólo se aplica a mezclas de líquidos muy similares en su estructura química, como el benceno y el tolueno. En la mayoría de los casos se producen amplias desviaciones de esta ley. Si un componente sólo es ligeramente soluble en el otro, su volatilidad aumenta anormalmente. La volatilidad del alcohol en disolución acuosa diluida es varias veces mayor que la predicha por la ley de Raoult. En disoluciones de alcohol muy concentradas, la desviación es aún mayor: la destilación de alcohol de 99% produce un vapor de menos de 99% de alcohol. Por esta razón el alcohol no puede ser concentrado por destilación más de un 95%, aunque se realice un número infinito de destilaciones. Por ejemplo, el alcohol debe estar en su punto bajo de ebullición (78.3 grados C) menos que el agua (100 grados C) y por lo tanto hierve primero. Esto significa que el alcohol es separado del mosto fermentado. Los alcoholes más fuertes pueden tener una ganancia por destilación del 95%. Esto es por que la mezcla del alcohol del 95% y el 5% de agua es él mas bajo punto de ebullición de (78,15 grados Centígrados) teniendo 100% de alcohol (78,3 grados C). A esto se le llama un azeotropo. El requerimiento básico para separar los componentes de una mezcla líquida por destilación es que la composición del vapor sea diferente de la composición del líquido del cual se forma. Si la composición del vapor es la misma como la del líquido, el proceso de separación de los componentes es imposible por destilación. Tal cosa sucede con las mezclas azeotrópicas. A excepción de las mezclas azeotrópicas, todas las mezclas líquidas tienen puntos de ebullición que se encuentran dentro de aquéllos de sus componentes puros. Variando la composición de la fase líquida, el punto de ebullición de la mezcla varía de manera regular, desde el punto de ebullición de uno de sus componentes hasta el del otro. Ciertos pares de líquido forman unas mezclas que hierven a una temperatura más alta o más baja que las temperaturas de ebullición de cualquiera de sus componentes. Tales mezclas, llamadas azeotrópicas, poseen un punto de ebullición máximo o mínimo, en el cual el vapor que se forma tiene la misma composición del líquido. Al llegar al punto de ebullición máximo o mínimo, la temperatura de ebullición de la mezcla queda constante hasta que el líquido se agote. El término alambique se aplica al recipiente en el que se hierven los líquidos durante la destilación, pero a veces se aplica al aparato entero, incluyendo la columna fraccionadora, el condensador y el receptor en el que se recoge el destilado.

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Destilación fraccionada.- Por ejemplo, si se consigue que una parte del destilado vuelva del condensador y gotee por una larga columna a una serie de placas, y que al mismo tiempo el vapor que se dirige al condensador burbujee en el líquido de esas placas, el vapor y el líquido interaccionarán de forma que parte del agua del vapor se condensará y parte del alcohol del líquido se evaporará. Así pues, la interacción en cada placa es equivalente a una redestilación, y construyendo una columna con el suficiente número de placas, se puede obtener alcohol de 95% en una operación individual. Además, introduciendo gradualmente la disolución original de 10% de alcohol en un punto en mitad de la columna, se podrá extraer prácticamente todo el alcohol del agua mientras desciende hasta la placa inferior, de forma que no se desperdicie nada de alcohol. Este proceso, conocido como rectificación o destilación fraccionada, se utiliza mucho en la industria, no sólo para mezclas simples de dos componentes (como alcohol y agua en los productos de fermentación, u oxígeno y nitrógeno en el aire líquido), sino también para mezclas más complejas. La columna fraccionadora que se usa con más frecuencia es la llamada torre de burbujeo, en la que las placas están dispuestas horizontalmente, separadas unos centímetros, y los vapores ascendentes suben por unas campanas de burbujeo a cada placa, donde burbujean a través del líquido. Las placas están escalonadas de forma que el líquido fluye de izquierda a derecha en una placa, luego cae a la placa de abajo y allí fluye de derecha a izquierda. En cada plato, mediante los rebosaderos se mantiene un cierto nivel de líquido, a través del cual el vapor ascendente debe burbujear. En esta forma el vapor tiene que pasar necesariamente a través del líquido y dejar por condensación parcial, parte de sus componente menos volátil. Los vapores que no hayan condensado en el último plato

escaparán por la parte superior de la columna y se condensan posteriormente por un fuerte enfriamiento local, retornando en parte como reflujo, a un plato superior.

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La única desventaja de la destilación fraccionada es que una gran fracción (más o menos la mitad) del destilado condensado debe volver a la parte superior de la torre y eventualmente debe hervirse otra vez, con lo cual hay que suministrar más calor. Por otra parte, el funcionamiento continuo permite grandes ahorros de calor, porque el destilado que sale puede ser utilizado para precalentar el material que entra. OBTENCIÓN DEL ETANOL A PARTIR DEL ETENO.- Partiendo del etileno que se forma durante el cracking del petróleo, se puede obtener por hidratación el etanol. Este proceso industrial es el que proporciona la mayor parte del alcohol etílico empleado en la industria química. El alcohol obtenido de etileno es más puro y más barato. I METODO: 3H2C=CH2 + 2H2SO4 -------------- C2H5HSO4 + (C2H5)2SO4 C2H5HSO4 + (C2H5)2SO4 + H2O ----- 3C2H5OH + 2H2SO4 (diluido con agua)

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H3PO4

II METODO: CH2=CH2 + H2O ---------------------------- C2H5OH ΔH = -40.2 kJ 300°C 6,8 MPa PROPIEDADES Y USOS INDUSTRIALES DEL ETANOL.- El etanol es un líquido incoloro, móvil, volátil, de olor agradable y sabor ardiente. Hierve a 78,3°C. Es miscible con el agua en todas proporciones, con una ligera contracción de volumen y desprendimiento de calor.

El alcohol etílico se utiliza en casi todas las industrias y sólo el agua es mejor disolvente.

El etanol se emplea como disolvente de aceites, resinas colorantes, esencias; también se usa como disolvente de la seda artificial y en la fabricación de explosivos.

En la industria farmacéutica se lo emplea como desinfectante y en la preparación de medicamentos. Es la sustancia fundamental para la fabricación de perfumes, extractos y productos de tocador.

En la síntesis química se lo emplea para fabricar cientos de productos químicos, como el etanal, ácido acético, acetato de etilo, dibromuro de etileno, los glicoles, el cloruro de etilo, todos los éteres etílicos, etc.

Se lo usa para la fabricación de bebidas alcohólicas y licores. Otras de sus aplicaciones es como combustible y carburante.

ALCOHOL INDUSTRIAL.- En la nomenclatura industrial, el alcohol es el alcohol etílico o etanol. Se vende por galón , con peso de 4,082 kilos y contiene 95% de etanol y 5% de agua, ambos en volumen a 15,56°C. Esto corresponde a 92,423% de etanol en peso. Sin embargo, cuando se da el porcentaje de alcohol en °G.L. se refiere a porcentaje en volumen. No se hace ninguna distinción relativa al origen del alcohol, es decir, si es de fermentación o sintético. ALCOHOL DESNATURALIZADO.- A fin de que el etanol no pueda ser empleado clandestinamente en la fabricación de bebidas alcohólicas, se lo desnaturaliza, empleándose para ello alcohol metílico, isopropílico, piridina, acetaldehído 100%, solución alcohólica de acetaldehido 20%, benceno, queroseno, β-hidroxibutaraldehido, metil isobutil cetona, sulfonatos de petróleo solubles en agua, etc. Las fórmulas para desnaturalizar completamente el alcohol son mezclas con sustancias que son difíciles de separar del alcohol y que huelen y saben mal, con objeto de hacer no potable el alcohol. ALCOHOL ABSOLUTO.- El alcohol etílico y el agua forman una mezcla azeotrópica con 95% en volumen de alcohol. Se emplean varios métodos para eliminar el 5% restante del agua para producir alcohol al 100% (alcohol anhidro). El método de la cal consiste en transformar el agua del azeótropo en hidróxido de calcio agregando CaO en ligero exceso y como ambos compuestos inorgánicos no son volátiles, al destilar después de esa adición obtenemos el alcohol absoluto. El método de Young se obtiene por un proceso de destilación de tres componentes, los cuales son etanol-agua-benceno y en donde el benceno rompe la mezcla azeotrópica. Forma un sistema de dos capas que hierve a 64.9 °C a 1 atm y en el cual luego de la vaporización de la solución bencénica, el residuo es alcohol absoluto.