Operaciones agroindustriales- Fermentación y destilación de alcohol producido a partir de jugo de naranja (Citrus sinensis)

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Destilación. Se tomó una parte del sobrenadante (F) sin haber tomado los asientos, se pesó la cantidad obtenida, se colocó en el equipo de destilación. Con la ayuda de la plancha de calentamiento se pudo realizar la evaporación. Posteriormente se esperó a que se destilara la mitad del fermento (D1).Una vez terminada la destilación, se pesó lo obtenido (R1). En seguida, se guardó 5 mililitros para la determinación de etanol tomando en cuenta que este paso se realizó dos veces más ,es decir, obteniendo 3 destilaciones (D1, D2 Y D3) y 3 residuos (R1,R2 y R3).

Preparación de la mezcla sulfocromica (Solución de dicromato de potasio). Se pesó 3 gramos de dicromato de potasio en 13.4 mililitros de ácido sulfúrico al 13% aforando con agua destilada en un matraz de 100 mL.

Preparación de soluciones de etanol para la construcción de la curva. Se preparó las muestras estándar para la curva de calibración con las siguientes concentraciones (en % v/v) 0,0.6, 1, 2, 3, 4, 5.5 y 6).

Reacción con el dicromato de potasio. Se tomó 2 mL de las muestras y se mezclaron con 2 mL de la solución dicromato de potasio y se colocó en tubos, se llevaron a ebullición en un vaso de precipitado con agua a 20° C por 15 minutos.

Medición de absorbancia. Se midió las muestras (F, D1, R1, D2, R2, D3 Y R3) y los estándares en un espectrofotómetro a 580 nm.

RESULTADOS Y DISCUCIÓN

El volumen de cada una de las fracciones tratadas en la destilación del jugo de naranja fermentado se puede observar en la Tabla 1 que a continuación se presenta. El total de volumen de etanol obtenido a partir de 557 mL de jugo de naranja fermentado después de ser destilado tres veces fue de 86 mL.

Tabla 1. Volumen de las fracciones tratadas en la destilación

Fracción tratada

Volumen (mL)

F (sobrenadante)

557

D1

309

R1

245

D2

136

R2

165

D3

86

R3

44

Dónde: F = alimentación, D = destilación, R = residuos.

En la Tabla 2 se presentan las concentraciones de alcohol de cada una de las fracciones obtenidas durante el proceso de destilación (Anexo 1). Se observa que en la primera destilación se obtuvo una concentración del 6.39% de etanol en 309 mL y que en la última destilación o tercera destilación se obtuvo una concentración de etanol del 8.09% en 86mL.

Tabla 2. Concentración de etanol obtenida en cada una de las fracciones tratadas en la destilación

Fracción tratada

Concentración (%)

F

9.53

D1

6.39

R1

0.52

D2

7.13

R2

1.69

D3

8.09

R3

2.26

Dónde: F = alimentación, D = destilación, R = residuos.

Podemos comparar con un estudio del proceso biotecnológico para la elaboración de una bebida alcohólica a partir de jugo de naranjas realizado por (Ferreyra, 2006) donde evaluaron el índice de alcohol en jugo de naranja fermentado después de la destilación obteniendo 7.37% de etanol en 100 mL. El cual no tiene diferencia significativa comparando con nuestros resultados ya que se obtuvo 8.09% en 86 mL.

A continuación se presenta la Figura 1 que muestra esquemáticamente el balance de materia del proceso de destilación que se llevó a cabo en el jugo de naranja fermentado. De éste se destaca que se tuvo pequeñas pérdidas de producto, esto pudo ser debido a las transferencias que hubo de éste en los diferentes recipientes.

[pic 3]

Figura 1. Balance de materia en el proceso de destilación fraccionada.

El incremento en la concentración de alcohol durante la destilación es debido a que el vapor que sale es rico en alcohol, pero no es alcohol puro y con el fin de concentrar una disolución que contenga un 10% de alcohol (como la que puede obtenerse por fermentación), el destilado debe destilarse una o dos veces más para obtener una concentración final mayor (Ferreyra, 2006).

Esta separación es posible ya que durante este proceso hay un continuo paso de moléculas de la superficie del líquido al espacio libre que se encuentra sobre él, al mismo tiempo moléculas de vapor regresan a la superficie del líquido a una razón que depende de la concentración del vapor (Ferreyra, 2006).

CONCLUSIÓN

A partir de la fermentación de jugo de naranja (Citrus sinensis) se obtuvo por destilación fraccionada 86 mL de destilado final (D3) con una concentración final mayor del 8.09% de alcohol determinado por espectrofotometría a 580nm el cual no tiene diferencias significativas comparado con el porcentaje de etanol que se obtiene por fermentación (10%).

BIBLIOGRAFÍA

Cardona C, S. O. (2005). Simulacion de los procesos de obtencion de etanol apartir de caña de azucar y maiz. Scientia et Technica.

Ferreyra, M. M. (2006). Estudio del proceso biotecnologico para la elaboración de una bebida alcoholica a partir de jugo de naranja. Morelia.

González, E. A. (2010). Production and characterization of distilled alcoholic beverages obtained by solid-state fermentation of black mulberry (. Retrieved