*analizamos como el cambio en los grados brix de una solución alcohólica puede hacer variar los grados alcohólicos de esta.

1. Universidad
Nacional Pedro Ruiz
Facultad de Ingeniería Química e Industrias Alimentarias
Gallo
Escuela Profesional de Industrias Alimentarias
Alumnos:
Chambergo Morillo, L.
Mori Torres, Milton
Quevedo Salcedo, Aldo
Rodríguez Sánchez, E.
Asignatura: Tecnología de
Alimentos II

2. I. INTRODUCCIÓN
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),
presentes en la melaza dando como resultado un alcohol a modo de etanol,
azúcares, transformándolos en etanol y CO2. Este es el proceso que se
conoce como fermentación alcohólica.
La fermentación alcohólica, es la producción de energía de tipo
anaeróbica (con ausencia de oxígeno).
Para este fin, se fragmentan, o disocian moléculas de azúcares, obteniendo así
la energía necesaria para que el microorganismo viva, pues
como productos de desecho, este proceso da alcohol y CO2. La principal
característica de los microorganismos que realizan este tipo de fermentación
es el lugar donde viven, que suelen ser ambientes libres de oxígeno, sobretodo
mientras se realiza la reacción química, por lo cual se dice que la fermentación
alcohólica es un proceso totalmente anaeróbico.
La fermentación alcohólica es utilizada desde antiguo para realizar productos
como la cerveza o el vino. Los griegos otorgaban el descubrimiento de este
proceso al dios Dionisio. Y algunos procesos similares, como la destilación de
alcohol, se llevaban a cabo ya en el año 1150., Gay-Lussac, a describir la
reacción de fermentación que tenía lugar partiendo de la glucosa, con
obtención de etanol, a pesar de que, por aquel entonces, aún no se conocía la
fermentación alcohólica y sus fundamentos.

3. Podemos decir que la fermentación alcohólica, además de un proceso
anaeróbico, es también un proceso exotérmico, es decir, libera energía.
En este laboratorio utilizaremos este proceso fermentativo para la elaboración
de alcohol partiendo de una melaza que contenga diferentes grados Brix para
saber cuál será nuestro rendimiento dependiendo a cuanto varíen estas
unidades.
II. OBJETIVOS
- Objetivos generales : Obtención de alcohol etílico a partir de melaza
- Objetivos Especifico: Determinar la cantidad de alcohol en el producto
final utilizando mosto de melaza o diferentes grados Brix (15, 20, 25°)
III. FUNDAMENTO
MELAZA
Definición
Las melazas, mieles finales, suelen ser definidas por muchos autores como los
residuos de la cristalización final del azúcar de los cuales no se puede obtener
más azúcar por métodos físicos.
También otros autores la definen como jarabe o liquido denso y viscoso,
separado de la misma masa cocida final en la obtención de azúcar.

4. Obtención
Según QUEZADA W. (2011), la masa cocida se separa de la miel por medio de
centrífugas, obteniéndose azúcar crudo o mascabado, miel de segunda o
sacarosa líquida y una purga de segunda o melaza. El azúcar moscabado
debe su color café claro al contenido de sacarosa que aún tiene.
Las melazas se emplean como una fuente de carbohidratos para el ganado
(cada vez menos), para ácido cítrico y otras fermentaciones.
La miel que sale de las centrifugas se bombea a tanques de almacenamiento
para luego someterla a superiores evaporaciones y cristalizaciones en los
tachas. Al cabo de tres cristalizaciones sucesivas se obtiene miel final, que se
retira del proceso y se comercializa como materia prima para la elaboración de
alcoholes y otros usos. Para obtener la melaza de caña, básicamente la
técnica consiste en la concentración del jugo obtenido directamente de la
molturación de la caña de azúcar, sometido luego a un proceso de inversión
ácida y evaporación al vació.
Composición de la melaza de caña de azúcar
Es un buen suplemento energético, con un alto contenido de hidratos de
carbono simples, de un agradable sabor y que contiene los minerales:
potasio, hierro, fósforo, calcio y sodio.
Mieles Agotadas, es la miel final conocida como melaza, después del proceso
de obtener azúcar. Una miel agotada generalmente tiene la composición
siguiente.

5. Cuadro 2.4: Composición de la melaza.
Componente Cantidad
Materias secas 80 %
Sacarosa 36 %
No azúcares 44 %
Brix 90
Importancia
TOALA G. y ASTUDILLO J. (2010). Como producto noble de primera
extracción, contiene los hidratos de carbono simples y minerales de la caña de
azúcar. Es un suplemento reconstituyente ideal para niños en edad escolar,
convalecientes y ancianos.
Constituye un excelente complemento energético para deportistas y personas
que practiquen ejercicio físico.
El azúcar tiene una importante participación en la economía nacional, su
contribución al PIB es del 1.4 % y con relación al PIB agrícola es del 12%. En
los últimos años se ha dado una integración vertical cada vez más significativa
del sector, convirtiéndose en una de las agroindustrias más importantes del
país.
En los seis ingenios azucareros laboran en época de zafra, 30.000 personas
directamente y 80.000 indirectamente, que representan el 9 % de la población
económicamente activa del sector agropecuario.

6. Usos
Las mieles se utilizan como materia prima para la producción de alcohol etílico
en la destilería.
Principalmente se emplea la melaza como suplemento energético para la
alimentación de rumiantes por su alto contenido de azúcares y su bajo costo
en algunas regiones. No obstante, una pequeña porción de la producción se
destina al consumo humano, empleándola como edulcorante culinario.
Las melazas de mejor calidad se utilizan para endulzar alimentos tales como
caramelos y bizcochos. Las de baja calidad, van a las fábricas de raciones
para animales o se emplean en la fabricación del alcohol.
*El proceso de elaboración de alcohol a partir de melaza, 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. Para efectuar
este proceso biológico, en una planta industrial a partir de melaza de caña, es
necesario efectuar varias operaciones que se resumen en tres secciones:
Preparación de mostos. Fermentación contínua. Destilación rectificación.
UREA
Sólido cristalino, blanco e inodoro, de sabor fresco y salino que recuerda al del
nitrato de sodio. Se forma en los mamíferos por descomposición de las
proteínas como producto final más importante del metabolismo del nitrógeno.
Se excreta por la orina.

7. Las aplicaciones industriales de la urea son numerosas. Merecen citarse sus
usos en agricultura como fertilizante y como producto que se agrega al
alimento de los rumiantes, en la industria de las resinas de urea. formaldehido,
como estabilizador de las proteínas y del almidón como ablandador para los
productos de la celulosa, como neutralizante y en medicina.
La urea vale como fuente de nitrógeno para la levadura en los procesos
fermentativos. El nitrógeno se hace necesario para la propia fisiología y
desarrollo de la levadura. La manera como se produce la asimilación del
nitrógeno aun no se ha hecho efectivo.
FOSFATOS
Es una sal utilizada ampliamente en la fermentación como fuente de fosforo. El
papel del fosforo durante la fermentación ha sido explicado por varios
científicos (Meyerfgof, Neuberg, Robinson, Lebedew, etc.) y se afirma su
presencia para la transformación de los reductores en monofosfato, difosfato
de hexosa y luego en una serie de síntesis llegara a la producción de alcohol
etílico. Sin la presencia del fosforo no se podría llegar a esta producción
alcohol etílico. Sin la presencia del fosforo no se podrá llegar a esta producción
alcohólica, ya que según Harden y Young, este fosforo inorgánico al inicio de la
fermentación, ira pasando a fosforo orgánico, lo que significa ir acondicionando
este nutriente para no decaer la velocidad de fermentación.

8. LEVADURA ALCOHOLERA
Son organismos monocelulares y de estructura interna compleja, se
reproducen por gemación pertenecen al género de la Saccharomyces
cerevisiae.
Su principal característica es la tolerancia al alcohol, también presenta alta
viabilidad y estabilidad genética.
Tiene bastante resistencia a variaciones de temperatura, pH bajos e
infecciones, se adapta a variaciones de concentración, es de fácil
reproducción, alta velocidad de producción de alcohol.
Las levaduras son las encargadas de transformar la glucosa a alcohol y dióxido
de carbono, de allí su importancia industrial.
Composición promedio de la levadura de S. cerevisiae
Composición promedio
Nitrógeno total 6.5%
Proteína bruta 42.0%
Cenizas 10.0%
Carbohidratos 43.0%
Grasas 2.89%
P2O5 3.0%
Ca 2.25%
Mg 0.38%
Mn 150 ppm
Fe 1950 ppm
Cu 120 ppm
Zn 10 ppm

9. Fuente: KLYBANSKY Y DELGADO, Miriam: “La industria de los derivados de
la caña de azúcar”
Características de la cepa de levadura S.C.
Características
Origen Puerto Rico
Código SD – 13
Clima Tropical
Temperatura de incubación 35° C
Tiempo de incubación 72 h.
Temperatura de activación 38° C
Tolerancia al alcohol 9%
Tiempo máximo de producción 30 h.
Tolerancia a los sólidos 24 Bx.
Temperatura ideal de fermentación 32° C
Tiempo de reproducción 24 h.
Capacidad de reproducción 1: 200 x 106
Tiende a contaminarse rápido
Se repica hasta 200 veces ( 5 años)
Reproducción es por gemación
Forma de levadura, redonda y alargada
Fuente: Destilería de Alcohol “ANDESA”

10. IV. MATERIALES Y METODOS
Materiales y Equipos:
Matraz de 1 litro
Destilador de bolas
Placa Neubauer
Balanza analítica
Cocina industrial
Bomba de aireación
Refrigeradora
Baldes de 5 litros
Motor trifásico de 3 HP
Refractómetro
pHmetro
Mangueras.
Mechero Bunsen
Alcoholímetro
Probeta
Reactivos
 Levadura Saccharomyces cerevisiae
 Urea
 Fosfato
 Acido cítrico
Muestras:
15 litros de melaza
Agua.

11. Variables:
- Independientes: Grados Brix
- Dependientes: % de alcohol
- Intervinientes: T°, Brix, pH.
Métodos:
Procedimiento
pH: 4.5
Levadura activada
Aire
Fosfatos y urea
Melaza almacenada (92° Bx)
Preparación melaza 40° Bx
Esterilización de la
melaza
Dilución de melaza
16° BX 15° Bx 20° Bx 25° Bx
Propagación
de la
levadura
Fermentación Fermentación Fermentación
Lev. Propagada
Destilación Destilación Destilación

12. - Biorreactor: se armo de la sgte. manera.
Se empleo 3 baldes de plástico de 5 litros cada uno, con tapa hermética.
Este balde tiene un pequeño caño en la parte inferior para la toma de
muestra.
A la tapa de los baldes se le hizo dos perforaciones, una para poder
colocar la manguera por donde se inyectaría el aire y la otra perforación
para la salida del CO2
Los baldes fueron lavados con agua y lejía y enjuagas con agua caliente
60° C.
El trabajo realizado en el laboratorio de se dividió en tres etapas: preparación de la
materia prima propagación de la levadura y fermentación alcohólica.
Preparación de la Materia Prima.
En la primera etapa se tomó un análisis de grados Brix dando como resultado 92° esto
nos permitirá tener un control de la cantidad de agua para diluir la melaza.
Luego tomamos 3 litros de melaza al cual agregamos 4,5 litros de agua para que este
baje a 40° Brix se esteriliza a 80° C esto ayuda a la homogenización de la solución, luego
dejamos que sedimente para eliminar cualquier tipo de contaminantes y luego lo
separamos.
Luego medimos el pH de la mezcla y este dio como resultado 6.6, se agrego 300 gr. De
acido cítrico para poder bajar el pH a 4.5 que es el medio requerido para la propagación
de la levadura.
Luego separamos 4 muestras: 3 muestras de 2 litros para la fermentación y 1 muestra de
1.5 litros para la propagación de la levadura.

13. A las 3 muestras de 2 litros se le agrega agua para bajar los grados Brix a los que
nosotros deseamos, 15, 20, 25°.
Propagación de la levadura
Tomamos la muestra de 1.5 litros que se encuentre a 40° Bx y le agregamos agua para
que este baje a 16 grados Bx requeridos para la propagación de la levadura.
Activamos la levadura agregándole agua a 40° C a una cantidad de 1:10 esperamos 10
min. que este bien disuelta y luego agregamos el mosto junto a la urea y el fosfato,
dejándolo durante 8 h. a una temperatura de 32 °C
De enseguida se inyecto aire a través del compresor de aire.
Fermentación
Terminada la propagación, la solución fue extraída con mucho cuidado evitando la
agitación.
Se desconecto el compresor de aire, puesto que para la fermentación no es necesario
para la inyección de aire.
La levadura propagada o fermentada se distribuye en los 3 baldes ya esterilizados y
luego se agrega el mosto.
Simplemente se le adapto al reactor una manguera en la salida del CO2 que estuvo en un
vaso con agua para controlar la fermentación.
Tomando como índice de que la fermentación a terminado el fin del burbujeo en el vaso.

14. Destilación
Tomamos 250 mililitros de cada muestra que será vertido en una 3 fiolas diferentes, a
cada una le agregamos perlas de vidrio que servirán como amortiguadores para el
burbujeo a la hora de la ebullición del fermento, que hará que la espuma producida no se
eleve tan rápidamente y evitando problemas en el manejo del equipo.
Instalamos el equipo destilador y empezamos la destilación.
Observamos que a los 15 minutos empezó a ebullir la muestra y 7 minutos después
empezó a caer la primera gota que fue probada para saborear la calidad y sentir la
cantidad de alcohol que tiene el destilado, este proceso de prueba se hace
constantemente para poder detener la destilación al sentir que el destilado ya no tiene
mucho alcohol y luego es retirado del equipo y se hace el análisis en el alcoholímetro para
ver los grados alcohólicos.
V. DISCUSIÓN
 La cantidad de alcohol obtenida a través de la fermentación alcohólica se
constituye en el principal coeficiente de la medida de su actividad, o sea, de su
rendimiento Para proceder a este cálculo, se determinó el porcentaje de alcohol
en mosto.
 Según Potter, cuando la fermentación alcohólica transcurre libremente, sin la
intervención de factores externos, los productos finales son alcohol etílico y
anhídrido carbónico.
La clásica ecuación de Gay – Lussac resumen el proceso.
C6H12O6 2CH3CH2OH ₊ 2CO2

15. VI. RESULTADOS
Gráficos N° 1
Comportamiento de los Brix, que nos indica que la fermentación se está
efectuando
Muestra 1 (15° Brix)
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Dia 0 Dia 1 Dia 2 Dia 3 Dia 4 Dia 5 Dia 6 Dia 7 Dia 8
Muestra 2 (20° Brix)
25
20
15
10
5
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9

16. Muestra 3 (25° Brix)
30
25
20
15
10
5
*Datos en la Tabla N° 1
Gráficos N° 2
Comportamiento del pH
Muestra 1 (15° Brix)
5.6
5.4
5.2
5
4.8
4.6
4.4
4.2
4
Dia 0 Dia 1 Dia 2 Dia 3 Dia 4 Dia 5 Dia 6 Dia 7 Dia 8
0
Dia 0 Dia 1 Dia 2 Dia 3 Dia 4 Dia 5 Dia 6 Dia 7 Dia 8

17. Muestra 2 (20° Brix)
5.4
5.2
5
4.8
4.6
4.4
4.2
4
Dia 0 Dia 1 Dia 2 Dia 3 Dia 4 Dia 5 Dia 6 Dia 7 Dia 8
Muestra 3 (25° Brix)
5.4
5.2
5
4.8
4.6
4.4
4.2
4
Dia 0 Dia 1 Dia 2 Dia 3 Dia 4 Dia 5 Dia 6 Dia 7 Dia 8
*Datos en la Tabla N° 2

18. Gráficos N° 3
Grados Alcohólicos resultantes en cada muestra
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
15° Brix 20° Brix 25° Brix
*Datos en la Tabla N° 3
VII. CONCLUSIONES
La concentración de azúcares totales es obtenida transformando los
azúcares presentes en el mosto, en azúcares reductores, expresados en
glucosa.
En los procesos anaerobios, los microorganismos producen mucho menos
energía que en los aerobios y, para suplir sus necesidades de energía,
metabolizan una mayor cantidad de azúcares; por consiguiente, elaboran más
metabolitos [ALI03].

19. VIII. ANEXOS
 TABLAS:
Tabla N° 1
Tabla de evaluación de ° Brix
Dia 0 15 20 25
Dia 1 14.5 18 23
Dia 2 13 16.5 20.5
Dia 3
Dia 4 10 14 16.5
Dia 5 9.5 12 15
Dia 6 9 12 14
Dia 7 9 11 13
Dia 8 8 10 12
Tabla N° 2
Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3
Tabla de evaluación del pH
Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3
Dia 0 4.5 4.5 4.5
Dia 1 4.59 4.6 4.6
Dia 2 4.72 4.71 4.72
Dia 3
Dia 4 4.95 4.94 4.95
Dia 5 5.07 5.06 5.07
Dia 6 5.15 5.14 5.15
Dia 7 5.24 5.22 5.16
Dia 8 5.35 5.3 5.26

20. Tabla N° 3
Evaluación de los grados alcohólicos obtenidos
Brix Grados Alcohólicos
15° 35
20° 38
25° 45
 Imágenes del Proceso:

21. Preparación de muestra.

22. Destilación

25. IX. BIBLIOGRAFÍA.-
CAMPUÉS J. K., TARUPÍ J.C. (2000): “Obtención de Alcohol a partir de Jugo
de Caña, Cachaza y Melaza, mediante la incorporación de Dos Niveles de
Fermento”. Tesis. Fac. Ing. Agroindustrial. Universidad Técnica del Norte.
Ibarra - Ecuador
GUANILO N. L., LUMBA J. C., REVADENEYRA L. S. (2000): “Efecto de
Diferentes Tipos de Soporte sobre el Grado de Inmovilización de
Saccharomyces cerevisiae y de la Producción de Etanol a partir de la Melaza
de Caña” .Tesis. Fac. Ingeniería Química e Industrias Alimentarias.
Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo.
QUEZADA, W. (2011) “Manual de Industria Azucarera”. Creadores Gráficos.
Ibarra-Ecuador. p(217,218)
TOALA G. y ASTUDILLO J. (2010). “Proyecto de implementación de una
planta productora de etanol en base a la caña de azúcar”. Península de Santa
Elena, provincia del Guayas. Guayaquil – Ecuador
N. POTTER Y H. HOTCHKISS- Ciencia de los Alimentos. Zaragoza (España).
Editorial Acribia S.A, pag 296.