Producción de etanol

Producción de etanol
1) Propagación celular
Propagación celular y pre-fermentación
Durante el proceso de fermentación, la formación de levadura requiere una determinada cantidad de azúcar, que en consecuencia deja de transformarse en alcohol. Esta pérdida puede llegar a 3,6% del peso de azúcar inicialmente presente en el medio.
A fin de evitar esta pérdida se utilizan tanques prefermentadores en los cuales la levadura realiza sus funciones vegetativas y se multiplica.
Un pre fermentador consiste de un tanque de aproximadamente un décimo del volumen principal de mosto. En ella el mosto se calienta a 65 ºC aproximadamente con el objeto de inactivar los posibles microorganismos contaminantes que pudieran estar presentes. Posteriormente se enfria a 55ºC y se procede a laacidificación por medio de un cultivo puro de bacterias lácticas (también puede realizarse por agregado de ácidos inorgánicos).
Alcanzado el grado de acidez requerido (1,6 a 1,8 %) se calienta el mosto a unos 70 – 75 º con objeto de inactivar a las bacterias lácticas. Se enfría hasta la temperatura de 30 ºC y se inocula 1 a 2 % en peso con la levadura madre.
2) Recuperación y reciclo de levaduras
Larecuperación de las levaduras es esencial para la conversión rápida en los procesos de fermentación continua.
En la práctica, la recuperación nunca es total; una proporción de la levadura muere por causas naturales y parte de la levadura separada debe siempre ser eliminada para impedir la acumulación de materia en suspensión.
El proceso se logra a través de una centrífuga que tiene como objetivoseparar la levadura y enviarla al tanque de tratamiento ácido en donde el pH es ajustado entre 2.6-3.0, después del cual se recircula directamente a los fermentadores.
3) Determinación de parámetros fermentativos
Para unas condiciones de operación más adecuadas y que optimicen el sistema, es necesario el control de las siguientes variables:
Temperatura
La temperatura optima de crecimientode las levaduras especialmente de Saccharomyces cerevisiae es de 30 a 35 ºC.
Aumentando la temperatura se aceleran todas las funciones de la levadura, incluso la degradación.
Además la temperatura afecta la sensibilidad, tanto del crecimiento como de la producción de etanol.

pH
El pH tiene un marcado efecto en la velocidad de crecimiento y rendimiento, por lo tanto debe asegurarse que esterango este comprendido entre 4.0 a 6.0
Nutrientes
Para el crecimiento de la levadura, aparte de los componentes de C, H, O del substrato original y del oxígeno proporcionado durante el crecimiento aeróbico, se añaden nutrientes adicionales que proporcionen constituyentes como N, P, K, etc.
Solamente para la provisión de nitrógeno y fosforo se hace necesaria la adición de nutrientes. Parte delnitrógeno puede estar disponible como proteína cruda en el substrato.
Se utilizan soluciones de sulfato amónico y/o urea para proporcionar los componentes nitrogenados, mientras que los ácidos o las sales de fosforo se añaden para proporcionar el contenido en P2O5.
4) Sustrato para la fermentación en la obtención de etanol.
Melaza
Es el jarabe o líquido denso y viscoso residuo de lacristalización final del azúcar de los cuales no se puede obtener más azúcar por métodos físicos.
La melaza es una mezcla compleja que contiene sacarosa, glucosa, fructosa y rafinosa los cuales son fermentables, además de otros compuestos solubles en álcali que normalmente están presentes en el jugo de caña, así como los formados durante el proceso de manufactura del azúcar.
Microorganismo fermentador:Saccharomyces Cerevisiae
Es la especie de levadura utilizada por excelencia para la obtención de etanol a nivel industrial debido a que es un microorganismo de fácil manipulación y recuperación, no es exigente en cuanto a su cultivo, no presenta alto costo, tolera altas concentraciones de etanol, en la fermentación produce bajos niveles de subproductos, es osmotolerante, capaz de utilizar altas...