Demogr
Páginas: 14 (3252 palabras)
Publicado: 5 de julio de 2010
Fermentación Alcohólica
Es el proceso en el cual los azucares fermentables son convertidos en etanol con el uso de levaduras como catalizadores.
Reacción:
Di-sacáridos ---------------> Mono-sacáridos
Mono-sacáridos -----------> Etanol + CO2
Levadura
Levaduras
Los organismos de principal interés para las operaciones industriales en lafermentación alcohólica incluyen a las levaduras Saccharomyces cerevisiae, S. uvarum, Schizosaccharomyces pombe, and Kluyueromyces sp, las cuales bajo condiciones anaeróbicas metabolizan la glucosa en etanol por la vía de mecanismo Embden-Meyerhof. La reacción total involucra la producción de 2 moles de etanol, sin embargo el rendimiento obtenido en la práctica usualmente no excede el 90 – 95% delteórico. Esto se debe, en parte, a los requerimientos de algunos nutrientes a ser utilizados en la síntesis de la nueva biomasa y al mantenimiento de las células en las reacciones que se llevan a cabo en el proceso.
Se debe proveer una pequeña concentración de oxigeno a la levadura al inicio de la fermentación debido a que es un componente necesario en la biosíntesis de la grasas poli-insaturadas ylos lípidos. Las cantidades típicas de O2 a ser suministrada en el mosto deben ser de 8 a 20 ppm de manera de potenciar el crecimiento celular.
Los mayores requerimientos de nutrientes para las levaduras son el carbono, el oxigeno, el nitrógeno y el hidrógeno los cuales son aportados en grandes cantidades a través del sustrato (cereales, melaza). Otros compuestos tales como el fósforo (reservade energía), el potasio (transporte) y el magnesio (protección contra el stress) deben ser aportados en menor cantidad y los minerales (Por Ej. Mn, Co, Cu, Zn) y otros factores orgánicos (amino ácidos y vitaminas) son requeridos en trazas por las levaduras.
Las levaduras son altamente susceptibles a la inhibición por el etanol. Concentraciones del 1-2% (p/p) son suficientes para retardar elcrecimiento celular y a niveles de 10% (p/v) de alcohol, la rata de crecimiento del organismo se ve casi detenida.
Producción de congenéricos
Alcoholes superiores: Desde el punto de vista cuantitativo los alcoholes superiores (fusels oils) más importantes son el n-propanol, el alcohol amílico y el alcohol iso-amílico. Estos son producidos por el catabolismo de los aminoácidos o vía piruvatoderivada del metabolismo de los carbohidratos. Tanto el nivel como la composición del nitrógeno asimilable en la levadura en el mosto influencian la formación de alcoholes superiores. Si hay una suficiencia, el mecanismo se da por la fase catabólica (biosíntesis) y si hay deficiencia por la fase anabólica (síntesis). A menor crecimiento celular mayor es la formación de alcoholes superiores.Esteres: Los esteres son producto del metabolismo celular y el más abundante es el etil acetato. Los componentes de la fermentación que promueven el crecimiento celular, tal como la oxigenación, tienden a disminuir el nivel de esteres. Altas temperaturas incrementan la formación de esteres y alcoholes superiores.
Suplementación de nitrógeno
El contenido de nitrógeno de una célula de levadura varíaentre 3 y 9% (p/p). El requerimiento para un cultivo de levadura con aproximadamente 6% de Nitrógeno y 300 x 106 células/ml es de 0,36 ppm de N. De allí que si la fuente de N es urea, se necesitan 770 mg/L, si es NH3 son necesarios 440 mg/L y se usa DAP (fosfato diamónico) se requieren 1700 mg/L. Esto también depende de la cantidad de amino-nitrógeno libre utilizable (FAN) en la fuente decarbohidratos a fermentar. Para la melaza la concentración de FAN utilizable es de 141 ppm en una mezcla al 22%. p/v.
Producción de alcohol etílico
C6 H12 O6 ------ 2C2 H5 OH + CO2
Teóricamente, una tonelada de azúcar invertida se convierte en:
643.0 litros de alcohol absoluto
Una melaza con 45 % de azúcares fermentables; la recuperación sería:
450 * 643.0 / 1000 = 289.35 l. Alcohol...
Es el proceso en el cual los azucares fermentables son convertidos en etanol con el uso de levaduras como catalizadores.
Reacción:
Di-sacáridos ---------------> Mono-sacáridos
Mono-sacáridos -----------> Etanol + CO2
Levadura
Levaduras
Los organismos de principal interés para las operaciones industriales en lafermentación alcohólica incluyen a las levaduras Saccharomyces cerevisiae, S. uvarum, Schizosaccharomyces pombe, and Kluyueromyces sp, las cuales bajo condiciones anaeróbicas metabolizan la glucosa en etanol por la vía de mecanismo Embden-Meyerhof. La reacción total involucra la producción de 2 moles de etanol, sin embargo el rendimiento obtenido en la práctica usualmente no excede el 90 – 95% delteórico. Esto se debe, en parte, a los requerimientos de algunos nutrientes a ser utilizados en la síntesis de la nueva biomasa y al mantenimiento de las células en las reacciones que se llevan a cabo en el proceso.
Se debe proveer una pequeña concentración de oxigeno a la levadura al inicio de la fermentación debido a que es un componente necesario en la biosíntesis de la grasas poli-insaturadas ylos lípidos. Las cantidades típicas de O2 a ser suministrada en el mosto deben ser de 8 a 20 ppm de manera de potenciar el crecimiento celular.
Los mayores requerimientos de nutrientes para las levaduras son el carbono, el oxigeno, el nitrógeno y el hidrógeno los cuales son aportados en grandes cantidades a través del sustrato (cereales, melaza). Otros compuestos tales como el fósforo (reservade energía), el potasio (transporte) y el magnesio (protección contra el stress) deben ser aportados en menor cantidad y los minerales (Por Ej. Mn, Co, Cu, Zn) y otros factores orgánicos (amino ácidos y vitaminas) son requeridos en trazas por las levaduras.
Las levaduras son altamente susceptibles a la inhibición por el etanol. Concentraciones del 1-2% (p/p) son suficientes para retardar elcrecimiento celular y a niveles de 10% (p/v) de alcohol, la rata de crecimiento del organismo se ve casi detenida.
Producción de congenéricos
Alcoholes superiores: Desde el punto de vista cuantitativo los alcoholes superiores (fusels oils) más importantes son el n-propanol, el alcohol amílico y el alcohol iso-amílico. Estos son producidos por el catabolismo de los aminoácidos o vía piruvatoderivada del metabolismo de los carbohidratos. Tanto el nivel como la composición del nitrógeno asimilable en la levadura en el mosto influencian la formación de alcoholes superiores. Si hay una suficiencia, el mecanismo se da por la fase catabólica (biosíntesis) y si hay deficiencia por la fase anabólica (síntesis). A menor crecimiento celular mayor es la formación de alcoholes superiores.Esteres: Los esteres son producto del metabolismo celular y el más abundante es el etil acetato. Los componentes de la fermentación que promueven el crecimiento celular, tal como la oxigenación, tienden a disminuir el nivel de esteres. Altas temperaturas incrementan la formación de esteres y alcoholes superiores.
Suplementación de nitrógeno
El contenido de nitrógeno de una célula de levadura varíaentre 3 y 9% (p/p). El requerimiento para un cultivo de levadura con aproximadamente 6% de Nitrógeno y 300 x 106 células/ml es de 0,36 ppm de N. De allí que si la fuente de N es urea, se necesitan 770 mg/L, si es NH3 son necesarios 440 mg/L y se usa DAP (fosfato diamónico) se requieren 1700 mg/L. Esto también depende de la cantidad de amino-nitrógeno libre utilizable (FAN) en la fuente decarbohidratos a fermentar. Para la melaza la concentración de FAN utilizable es de 141 ppm en una mezcla al 22%. p/v.
Producción de alcohol etílico
C6 H12 O6 ------ 2C2 H5 OH + CO2
Teóricamente, una tonelada de azúcar invertida se convierte en:
643.0 litros de alcohol absoluto
Una melaza con 45 % de azúcares fermentables; la recuperación sería:
450 * 643.0 / 1000 = 289.35 l. Alcohol...
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