LA FERMENTACIÓN

Es un proceso de tipo catabólico, es decir, de transformación de moléculas complejas, en

moléculas simples, dentro del metabolismo. Así la fermentación es un proceso catabólico

de oxidación que tiene lugar de forma incompleta, siendo además un proceso

totalmente anaeróbico (sin presencia de oxígeno), dando como producto final un

compuesto de tipo orgánico, el cual caracteriza por lo general, a los distintos tipos de

fermentaciones existentes, pudiendo así realizar una clasificación y una diferenciación.

LA FERMENTACION BIOQUIMICA

La fermentación se define desde un punto de vista bioquímico como el proceso de

generación de energía en el que los compuestos orgánicos actúan tanto como donadores

como aceptores terminales de electrones. Una definición más amplia es la de

Microbiología Industrial, cualquier proceso utilizado para la producción de productos

mediante cultivo de microorganismos. La cerveza y la producción de disolventes

orgánicos pueden ser descritos como fermentaciones en ambos sentidos de la palabra,

pero la descripción de un proceso aeróbico como fermentación es obviamente utilizada de

una forma más amplia en el contexto microbiológico

TRASFORMACION DE MOLECULAS COMPLEJAS A SIMPLES A TRAVES DE CATABOLISMO.El catabolismo es la fase degradativa del metabolismo en la que moléculas orgánicas más

o menos complejas son transformadas en otras moléculas orgánicas o inorgánicas más

simples. Como resultado de esta degradación se libera energía que en parte se conserva

en forma de ATP, de donde a su vez puede ser utilizada para el anabolismo, para el

movimiento, para la producción de calor, para el transporte activo, etc.

El catabolismo es semejante en los organismos autótrofos y heterótrofos y consisten

transformaciones químicas enzimáticas, que en su mayoría son reacciones de oxidación y

reducción, en las que unos compuestos se oxidan a expensas de otros que se reducen.

En estas reacciones intervienen principalmente enzimas del grupo de las

deshidrogenasas que utilizan como coenzimas el NAD (nicotinamida-adenin-dinucleotido),

y el FAD (flavin-adenindinucleotido).

La oxidación de los principios inmediatos que se lleva a cabo en las reacciones de

catabolismo, consiste una pérdida de electrones que en muchos casos está asociada a la

pérdida de protones.

Los protones que se liberan en la oxidación antes de llegar al aceptor final (molécula

aceptora final de hidrógenos) son captados por los denominados transportadores de

hidrógenos que pueden ser el NAD, NADP, FAD, las coenzimas de las deshidrogenasas,

que a su vez se reducen a NADH, NADPH y FADH2. Cuando estos se oxidan, ceden

electrones y protones. Los electrones son transportados por un conjunto de moléculas

transportadoras, los citocromos, cuyo conjunto de moléculas constituye la denominada

cadena respiratoria, hasta el último aceptor de electrones (el O2) que al unirse a los

protones forma H2O. Durante este último proceso, la transferencia de electrones libera

gran cantidad de energía que se acumula en forma de ATP en el proceso denominado

fosforilacion oxidativa.

Existen dos modalidades básicas de catabolismo: La respiración y la fermentación.

Por respiración, en sentido amplio o macroscópico, se entiende, la captación de O2 del

ambiente por parte de un organismo multicelular y la consiguiente liberación de CO2, pero

los bioquímicos y biólogos celulares utilizan el termino en sentido microscópico para

referirse a los procesos moleculares involucrados en el consumo de O2 y en la producción

de CO2 por parte de las células. Para ser más precisos, este último proceso puede

denominarse

Respiración celular.La respiración celular se entiende como un proceso degradativo del catabolismo en el que

moléculas orgánicas se oxidan de modo que el último aceptor de electrones de las

moléculas que se oxidan, es una molécula inorgánica que a su vez se reduce. Cuando

esta molécula es el O2 se habla de respiración aerobia; en este caso el O2 se reduce al

captar los electrones de las sustancias que se oxidan, se une a los H+ y se produce agua.

Cuando el ultimo aceptor de electrones no es el oxigeno (pueden ser otras moléculas

inorgánicas: NO3-, SO42-, CO2, que se reducen respectivamente a, (NO2-) nitrito,(S2-)

sulfuro, o (CH4) metano), se habla de respiración anaerobia.

La fermentación: es una modalidad de catabolismo que se caracteriza por que la

degradación de moléculas también se lleva a cabo por un proceso de oxidación, pero se

diferencia de la respiración celular en que tanto el dador como el aceptor final de

electrones son moléculas orgánicas.

Es un proceso de degradación anaerobia de la glucosa u otros nutrientes orgánicos a

diversos productos (característicos de los distintos organismo, lactato, alcohol etílico, etc.)

para obtener energía en forma de ATP. Debido a que los organismos vivos aparecieron

primeramente en una atmosfera falta de oxigeno, la degradación anaeróbica de la glucosa

es probablemente el mecanismo biológico más antiguo para obtener energía a partir de

moléculas combustibles orgánicas. Sin embargo se ha conservado hasta nuestros días,

de modo que numerosos organismos procariotas (bacterias anaerobias) y muchas células

eucariotas (células musculares, eritrocitos, etc.) en condiciones anaerobias realizan

procesos fermentativos.

La respiración como proceso de catabolismo global, se puede resumir en tres etapas que

se sintetizan en el esquema que aparece a continuación:

Fase 1 de producción del Acetil-CoA; en esta fase, las moléculas de combustible

orgánico (glucosa, ácidos grasos, y algunos aminoácidos) se oxidan para dar lugar a

fragmentos de dos átomos de carbono en forma de grupo acetilo del

Acetil-CoA.

Fase 2, oxidación del Acetil-CoA; Estos grupos acetilo se incorporan al ciclo del acido

cítrico (ciclo de Krebs) donde son oxidados enzimáticamente hasta CO2. La energía

liberada en esta oxidación se conserva en los portadores de electrones reducidos NADH y

FADH.

Fase 3, Transferencia electrónica y fosforilacion oxidativa; los coenzimas reducidos,

se oxidan a su vez liberando electrones y protones (H+). A continuación se produce la

transferencia de electrones liberados a lo largo de una cadena de moléculas

transportadoras, conocida como cadena respiratoria, hacia el O2, que al reducirse se une

a protones para formar agua. Durante este proceso de transferencia electrónica se libera

una gran cantidad de energía que se conserva en forma de ATP gracias al proceso de

fosforilacion oxidativa.

De lo mencionado hasta ahora de los dos procesos de catabolismo estudiados

(respiración y fermentación) de forma general, estableceremos diferencias entre ambos:

Fermentación:

El aceptor final de electrones del proceso oxidativa es una molécula orgánica.

Los productos finales son moléculas orgánicas (lactato, alcohol etílico, etc., según el

tipo celular), CO2 y ATP, no se produce degradación total de la molécula que se

oxida, por lo que la cantidad de energía que se libera es menor que en la respiración.

Solo se produce ATP a nivel de sustrato (no se produce fosforilacion oxidativa).

El proceso se lleva a cabo en condiciones anaerobias en el citosol, en muchos

microorganismos procariotas y en algunas células eucariotas (musculo, eritrocitos,

etc.)

Respiración: El aceptor final de electrones es una molécula inorgánica. Si es el O2 se habla de

respiración aerobia.

Se produce degradación total de la molécula que se oxida, por lo que los productos

son: CO2, H2O y ATP. La energía en forma de ATP que se libera es mucho mayor

que en un proceso fermentativo.

El ATP que se sintetiza, además de producirse a nivel de sustrato, se produce en la

cadena respiratoria mediante fosforilacion oxidativa.

El proceso se completa en sus dos últimas fases en las mitocondrias.

Glucolisis, ciclo de Krebs, β-Oxidación (breve referencia). Cadena respiratoria.

Fosforilacion oxidativa. De las rutas metabólicas citadas hay que saber: a) donde

empiezan y acaban, b) donde tiene lugar, c) que se genera y d) para qué sirven.

GLUCOLISIS.- La podemos definir como la ruta metabólica en la que mediante una serie

de reacciones catalizadas enzimáticamente una molécula de glucosa se transforma en 2

moléculas de piruvato (acido piruvico). Durante la secuencia de reacciones, parte de la

energía libre cedida por la glucosa se conserva en forma de

ATP.

El proceso de glucolisis que se refleja en el esquema se puede resumir del siguiente

modo:

a) .Donde empieza y dónde acaba? Se inicia con una molecular de glucosa, y finaliza

con la formación de dos moléculas de piruvato.

b) .Donde tiene lugar? El conjunto de reacciones de la glucolisis se llevan a cabo en el

citosol.

c) .Que se genera? Si nos fijamos en el esquema, los productos que se liberan en el

proceso son: ATP, NADH y piruvato.

d) .Para qué sirve? El objetivo final del proceso es la obtención de energía. La glucolisis

es una ruta central casi universal del metabolismo de la glucosa. En ciertos tejidos de

mamíferos y tipos celulares (eritrocitos, medula renal, cerebro y esperma, por ejemplo) la

glucosa es la única fuente de energía a través de la glucolisis, esto mismo ocurre en

diversos tejidos vegetales, y muchos tipos de microorganismos anaerobios son totalmente

dependientes de esta ruta metabólica.

Enzimas utilizadas en la industria alimenticia Las enzimas y los alimentos Las enzimas se encuentran en todos los seres vivos y son piezas esenciales en su

funcionamiento. Desde el punto de vista bioquímico son proteínas que actúan como

aceleradores de las reacciones químicas, de síntesis y degradación de compuestos. Una

de las características más sobresalientes de las enzimas es su elevada especificidad.

Esto quiere decir que cada tipo de enzima se une a un único tipo de sustancia, el sustrato,

sobre el que actúa.

Las enzimas son las proteínas encargadas de catalizar las reacciones bioquímicas del

metabolismo. Las enzimas no alteran el equilibrio de dichas reacciones ni tampoco el

balance enérgico, sólo aceleran el proceso.

TIPOS DE ENZIMAS UTILIZADAS EN LA INDUSTRIA DE FERMENTACIONESÓxido-reductasas: Estas enzimas están vinculadas con las reducciones y oxidaciones biológicas que

intervienen en los procesos de fermentación y de respiración. Estas son esenciales en

ciertas cadenas metabólicas como por ejemplo la escisión enzimática de la glucosa y en

la producción de ATP.

Transferasas: Estas enzimas son las encargadas de catalizar la transferencia de una porción de

molécula a otra. Además, estas enzimas son las que actúan sobre distintos sustratos,

transfiriendo glucosilo, sulfató, amina, aldehído, entre otros grupos.

Hidrolasas: Estas enzimas actúan sobre las moléculas de protoplasma, tales como las de grasas, de

glicógeno y de proteínas. El acto de catalizar es realizado en la escisión de los enlaces de

los átomos de nitrógeno y carbono o bien, de carbono y oxígeno. Al mismo tiempo se

adquiere la hidrólisis de las moléculas de agua de la que devienen las moléculas de

hidrógeno y oxidrilo, que se unen a las moléculas resultantes de la ruptura de enlaces de

las moléculas mencionadas. Dentro de estas enzimas se encuentran proteínas como la

quimiotripsina, la tripsina y la pepsina que son esenciales en la digestión ya que son las

que hidrolizan enlaces estéricos, glucosídicos y pépticos.

Isomerasas: Estas son las que actúan sobre ciertas sustancias a las que transforman en otras

isómeras, lo que significa que tienen la misma fórmula empírica pero un desarrollo

diferente.

Liasas: Estas enzimas son las que actúan sobre los enlaces entre los átomos de carbono,

carbono y oxígeno, carbono y azufre o carbono y nitrógeno, escindiéndolos.

Ligasas: Estas enzimas en cambio, son las que permiten que dos moléculas se unan. Esto se da al

mismo tiempo en que el ATP se degrada y libera energías que son las necesarias para

que dichas moléculas puedan unirse.

Las enzimas tienen muchas aplicaciones en diversos tipos de industrias, entre las que se

destaca la alimenticia. En algunos casos, como la obtención de yogur, o la producción de

cerveza o de vino, el proceso de fermentación se debe a las enzimas presentes en los

microorganismos que intervienen en el proceso de producción. Sin embargo, otros

procesos de producción de alimentos, pueden realizarse mediante la acción de las

enzimas aisladas, sin incluir a los microorganismos que las producen.

Desde hace unas décadas se dispone de enzimas relativamente puras extraídas

industrialmente de bacterias y hongos, y algunas de ellas de las plantas y los animales y

con una gran variedad de actividades para ser utilizadas en la elaboración de alimentos.

Actualmente, la ingeniería genética contribuye a la biosíntesis de enzimas recombinantes

de gran pureza, que aportan mayor calidad al producto final, y optimizan los procesos de

producción de alimentos. Los progresos que se están realizando actualmente en este

área permiten augurar el desarrollo cada vez mayor del uso de enzimas en la industria

alimenticia.

Algunos alimentos en los que se emplean enzimasGaseosas, conservas de frutas, repostería. Estos alimentos se endulzan con jarabes de

glucosa y fructosa que antiguamente se obtenían por la ruptura del almidón de maíz al

tratarlo con ácido. Actualmente esta práctica ha sido casi totalmente desplazada por la

acción enzimática, que permite obtener un jarabe de glucosa de mayor calidad y a menor

costo. Los enzimas utilizados son las alfa-amilasas y las amiloglucosidasas. La glucosa

obtenida puede transformarse luego en fructosa, otro azúcar más dulce, utilizando la

enzima glucosa-isomerasa.

Leche y derivados. Como se ha mencionado en ediciones anteriores de El Cuaderno, el

cuajo del estómago de los rumiantes es un componente esencial en la elaboración de

quesos ya que contiene dos enzimas digestivas (quimosina y pepsina), que aceleran la

coagulación de la caseína, una de las proteínas de la leche. Otra enzima utilizada es la

lactasa cuya función es degradar la lactosa, un azúcar compuesto por unidades de

glucosa y de galactosa. Muchas personas sufren de trastornos intestinales al consumir

leche ya que carecen de la lactasa y, en consecuencia, no pueden digerirla

adecuadamente. Para superar esta dificultad, desde hace unos años se comercializa

leche a la que se le ha añadido la enzima lactasa que degrada la lactosa. También es

utilizada en la fabricación de dulce de leche, leche concentrada y helados al impedir que

cristalice la lactosa durante el proceso.

Pan.

En la industria panadera se utiliza la lipoxidasa, una enzima que actúa como blanqueador

de la harina y contribuye a formar una masa más blanda, mejorando su comportamiento

en el amasado. Generalmente se la añade como harina de soja o de otras leguminosas,

que la contienen en abundancia.

También se utilizada la amilasa que degrada el almidón a azúcares más sencillos que

pueden ser utilizados por las levadura en la fabricación del pan. También se emplean

proteasas para romper la estructura del gluten y mejorar la plasticidad de la masa,

principalmente en la fabricación de bizcochos.

Cerveza. Al igual que en la fabricación del pan el uso de amilasas que degradan el almidón,

presentes en la malta, es fundamental en la fabricación de la cerveza. También se emplea

la enzima papaína para fragmentar las proteínas presentes en la cerveza y evitar que ésta

se enturbie durante el almacenamiento o la refrigeración.

Vinos. Uno de los problemas que se pueden presentar en la fabricación de vinos es la presencia

del hongo Botrytis cinerea que produce beta-glucanos, un polímero de glucosa que pasa

al vino y entorpece su clarificación y filtrado. Este problema se soluciona añadiendo

enzimas con actividad beta-glucanasa que lo degradan. También se utilizan enzimas para

mejorar el aroma, las cuales liberan los terpenos de la uva, dándole un mejor bouquet al

vino.

Jugos concentrados. A veces la pulpa de las frutas y restos de semillas hacen que los jugos concentrados

sean turbios y demasiado viscosos, lo que ocasiona problemas en la extracción y la

concentración. Este efecto se debe a la presencia de pectinas, que pueden degradarse

por la acción de enzimas pectinasas presentes en el propio jugo o bien obtenidas y

añadidas de fuentes externas.

Enzimas en la industria alimenticiaLa siguiente tabla resume algunos ejemplos de enzimas que se emplean en diferentes procesos de

la industria alimenticia:

Fuentes de obtención de enzimasLas fuentes principales de producción de enzimas para empleo industrial son:

1. Animales: La industria empacadora de carnes es la fuente principal de las enzimas

derivada del páncreas, estómago e hígado de los animales, tales como la tripsina, lipasas

y cuajos (quimosina y renina).

2. Vegetales: La industria de la malta de cebada es la fuente principal de enzimas de

cereales. Las enzimas proteolíticas (que degradan proteínas) tales como la papaína y la

bromelina se obtienen de la papaya y del ananá, respectivamente.

3. Microbianas: principalmente se extraen de bacterias, hongos y levaduras que se

desarrollan en la industria de la fermentación.

La ventaja de la obtención de enzimas microbianas es que los microorganismos se

reproducen a ritmo acelerado, son fáciles de manipular genéticamente, crecen en un

amplio rango de condiciones ambientales y tienen una gran variedad de vías metabólicas,

haciendo que las enzimas obtenidas sean más económicas.

Las enzimas recombinantes y la industria alimenticiaLa ingeniería genética está realizando progresos importantes en la producción de enzimas

recombinantes en microorganismos. Para garantizar la seguridad de su uso debe

controlarse que los microorganismos de donde se extraen no sean patógenos, ni

fabriquen compuestos tóxicos. Los ideales son aquellos que tienen una larga tradición de

uso en los alimentos como las levaduras de la industria cervecera y los fermentos lácticos.

Bacillus, Aspergillus y Sacharomyces son tres especies de microorganismos bien

conocidas, su manipulación es segura, son de crecimiento rápido y producen grandes

cantidades de enzimas, generalmente mediante fermentación. El medio de cultivo óptimo

para estos microorganismos es igualmente bien conocido, lo que reduce los costos de

experimentación.

Cuando una enzima nueva es identificada en un microorganismo, el gen que codifica para

la misma puede ser transferido a cualquiera de las especies anteriores. De esta manera

se puede producir mayor cantidad de dicha enzima en el tanque de fermentación. El

producto obtenido, la enzima recombinante, es de mayor pureza, lo cual contribuye a una

mejor calidad del producto.

Algunas enzimas recombinantes destinadas a la industria alimenticia son:

• Quimosina que sustituye a la natural obtenida del estómago de terneros, y que se

obtiene a partir de los hongos Kluyveromyces lactis y Aspergillus niger transformados

genéticamente con genes de vacuno.

• α-amilasa obtenida a partir de Bacillus subtilis recombinante. Esta enzima licua el

almidón y lo convierte en dextrina en la producción de jarabes. En la industria cervecera,

favorece la retención de la humedad del producto y baja el contenido calórico del

producto.

• Pectinasas producidas por Aspergillus oryzae transformada con el gen de A. aculeatus.

Permiten la clarificación de jugos concentrados al degradar las pectinas provenientes de

restos de semillas.

• Glucosa oxidasa y catalasa obtenidas a partir de Aspergillus niger recombinantes.

Estas enzimas se utilizan para eliminar azúcares de huevos y evitan que aparezcan olores

anormales durante la deshidratación de los mismos.

• Lipasa obtenida en Aspergillus oryzae recombinante se utilizan en la fabricación de

concentrados de aceites de pescado.

• Glucosa isomerasa proveniente de Streptomyces lividens al que se le ha inserto el gen

de Actinoplanes. Permite obtener, a partir de glucosa, jarabes ricos en fructosa, con

mayor poder endulzante.

• β-glucanasa producida por levaduras cerveceras recombinantes, que facilitan la

filtración del producto.

ETAPAS Y EQUIPOS DEL PROCESO DE OBTENCION DE ALCOHOL. 

En las gráficas se ilustra el proceso de producción del alcohol etílico, y las diferentes

etapas que se suceden para la obtención final con las características del producto

requeridas.

Etapa 1 Clarificación:El objetivo de esta etapa es el de disminuirle a la materia prima el contenido de azúcar

para una buena incubación de la levadura. Ellas, ya sea melaza, miel virgen o jugo de

caña, deben prepararse para el proceso de fermentación; esta preparación consiste en

clarificarlos convenientemente, acidularlos y añadirles los nutrientes necesarios para la

levadura. Todo ello depende de las condiciones y características de la materia prima que

se utilice, ya que como se mencionó anteriormente las propiedades de estas dependen de

las condiciones de operación de la industria de donde provienen; en todas las destilerías

se utilizan como nutrientes Sulfato de Amonio, Difosfato de Amonio y Urea que

suministran el fósforo y el Nitrógeno necesario para la propagación de la levadura.

Etapa 2 Esterilización:Se realiza esta etapa con el fin de evitar en la levadura cualquier infección por causa de

microorganismos que estén presentes en la materia prima y que al contrario de ser

necesarios para la fermentación, son perjudiciales para la misma. Esta esterilización se

realiza por medio de una inyección de vapor de agua directo a temperatura cercana a los

107ºC con la ayuda de adición de ácido sulfúrico.

Etapa 3 Fermentación.La palabra fermentación alude al desprendimiento de CO2 durante la transformación

química de ciertas sustancias orgánicas fermentescibles en presencia de los fermentos o

enzimas que actúan como catalizadores de la reacción.

La fermentación puede llevarse a cabo mediante procesos discontinuos, alimentados a

intervalos o continuos. Los cultivos discontinuos pueden considerarse como un sistema

cerrado, excepto para la aireación, que contiene una cantidad limitada del medio. Mientras

que en el cultivo discontinuo todo el substrato se añade al comienzo de la fermentación;

en los cultivos discontinuos alimentados el substrato se va añadiendo a intervalos a lo

largo del proceso.

Los sistemas de cultivos discontinuos alimentados a intervalos o continuos, se utilizan en

la mayoría de los procesos de fermentación industrial y están particularmente adaptados a

los procesos de fermentación en los que el producto se forma mayoritariamente después

de la fase de crecimiento exponencial. La principal desventaja de la fermentación

discontinua cuando se utilizan para la producción de productos asociados al crecimiento,

es que la formación eficiente de producto tiene lugar únicamente durante una fracción del

ciclo de fermentación.

Los sistemas continuos con volúmenes de salida de producto elevados pueden ser, en

consecuencia, mucho más eficaces en determinadas aplicaciones en términos de

productividad del fermentador. Las fermentaciones continuas pueden considerarse como

un sistema abierto en el que el medio se va añadiendo continuamente al biorreactor y se

va eliminando simultáneamente igual volumen de medio fermentado.

La cantidad de biomasa alcanzada en la fase estacionaria del proceso fermentativo,

depende teóricamente de la concentración inicial de carbohidratos y de la eficacia del

organismo para convertirlo, es decir, de la levadura.

Es entonces, la fermentación alcohólica es el proceso de degradación de azúcares por

acción de levaduras en ausencia de oxígeno para obtener alcohol etílico como producto

principal y con desprendimiento de CO2.

La reacción principal de la fermentación alcohólica es la siguiente :

C6H12O6-  2C2H5OH + 2CO2  H = -31.200 cal

 

d-glucosa etanol

Por lo tanto para que la fermentación alcohólica ocurra se requieren materias primas que

contengan carbohidratos y levaduras que ejerzan acción sobre ellas.

Retomando la reacción de la fermentación:

C6H12O6-  2C2H5OH + 2CO2

Vemos que de una molécula de glucosa se producen 2 moléculas de Dióxido de Carbono y 2 de

Alcohol Etílico. Atendiendo a la fórmula estructural de la Glucosa

Observamos que no es posible que por simple rotura se origine directamente el Dióxido

de Carbono y el Etanol ya que hay ausencia de los grupos Carboxílico y Metílico en la

molécula de Glucosa. Por lo tanto es preciso que ocurra una migración de átomos de

Oxígeno de Hidrógeno y Carbono, con formación de productos intermedios.

El proceso fermentativo, total será pues, el resultado de una serie de reacciones

parciales, las cuales se realizan a una gran velocidad hasta tal punto que el

reconocimiento de los productos intermedios en presencia de la célula viva es muy difícil y

en algunos casos imposibles. De ahí el gran obstáculo que se tiene para formular un

mecanismo de la reacción.

Fermentación de la levadura madre: La levadura antes de entrar al proceso de fermentación propiamente dicho, debe

adecuarse y propagarse en una cuba a la que entra además de la levadura, melaza, agua

y nutrientes necesarios para dicha propagación.

El mosto destinado a la levadura madre debe acidificarse hasta el punto óptimo, que

corresponde a un pH de 4.5 a 5.0. Dicha acidificación se hace con Acido Sulfúrico. El

mosto que no es utilizado para la propagación de la levadura también se debe someter a

una acidificación.

La acidificación de los mostos además de tener por objeto adecuar convenientemente el

medio de acción de la levadura para que se origine la fermentación, libera los ácidos

orgánicos volátiles que contienen las materias primas, y los cuales son perjudiciales por

su mayor o menor toxicidad al buen desarrollo de la levadura, por otra parte descompone

los nitratos y los sulfitos que pueda contener la melaza.

Por la acción del ácido libre, ya sea orgánico o mineral se consigue la Inversión de la

sacarosa necesaria para la fermentación. Es preciso anotar que la acidificación no debe

ser muy fuerte ya que la presencia de ácido sulfúrico libre perjudica el buen desarrollo de

la levadura.

Es necesaria una aireación para el mezclado y la homogeneización del mosto diluido y a

la vez que permite la eliminación de los ácidos orgánicos volátiles, el bióxido de Nitrógeno

y el Anhídrido sulfuroso; y si se trabaja con una levadura aclimatada a los nitratos y

sulfitos, no se nota ninguna alteración en el buen desarrollo de la fermentación.

En las fábricas de azúcar, los jugos azucarados se someten a un tratamiento de encalado

precipitando de este al estado de sales cálcicas, los ácidos fosfórico, oxálico y algunos

albuminoides que son impurezas que perturban la obtención del azúcar. Por esto no es de

extrañar el bajo contenido de fósforo de las melazas y dada su gran importancia para el

desarrollo y proliferación de la levadura se hace necesaria su adicción, razón por la cual

se adiciona Difosfato de Amonio.

Fermentación en cubas de alcohol. Esta es la fermentación propiamente dicha en la cual se consigue la transformación del

azúcar del mosto en alcohol. Se realiza en un medio anaeróbico, para limitar la

reproducción de la levadura, lo que no ocurre en la cuba madre que se suministra oxígeno

por aireación. Es importante que en las cubas de alcohol no se reproduzca la levadura,

que todo el azúcar se convierta en alcohol y que no se consuma en procesos de

asimilación y reproducción para una mayor conversión.

La cuba de fermentación de alcohol debe disponer de servicios de agua para limpieza, de

entrada de mosto, de entrada de levadura y un dispositivo para la salida del Dióxido de

Carbono. Este puede estar abierto directamente a la atmósfera o cerrado cuando se hace

recuperación, en cuyo caso pasa a una etapa de lavado con agua en contracorriente

almacenándose el dióxido de carbono y regresando el agua de lavado al proceso

fermentativo.

El mosto debe entrar a una temperatura de 25ºC; si se hace a una temperatura inferior la

fermentación será muy lenta. La temperatura al interior debe mantenerse a 30ºC,

temperaturas superiores pueden aumentar la infección y producir perdidas por

evaporación de alcohol, ya que la fermentación se hace muy rápida.

Por lo anterior, se hace necesario un enfriamiento al momento de la fermentación; este

enfriamiento se realiza haciendo descender una película de agua por la superficie externa

de las cubas o por serpentines internos (caso fermentación batch), o por medio de

intercambiadores de calor (caso de la fermentación continua).

La levadura sembrada debe corresponder a un 20% en volumen de la capacidad de la

cuba de alcohol. La velocidad de entrada del mosto debe regularse para que la

fermentación sea continua y enérgica. Una vez la cuba alcance su máximo nivel se

suspende la alimentación y se deja durante cierto tiempo para que se consuma el azúcar

presente con lo que termina la fermentación, hecho que se manifiesta por un descenso de

la temperatura y por un cese en el desprendimiento de CO2. La densidad desciende

durante todo el proceso pero cuando dos lecturas consecutivas efectuadas en intervalo de

una hora sean iguales, se da por terminada la fermentación.

Para la fermentación alcohólica se disponen de varia cubas en serie. Para que el proceso

sea exitoso, en la primera cuba debe fermentarse el 50 % de azúcares, es decir que estos

se conviertan a alcohol etílico; la concentración de azúcares al iniciar la fermentación, lo

que corresponde a la alimentación de la primera cuba, debe estar entre un 10 a 15 % en

peso de azúcares fermentescibles.

El fermentado total obtenido en las cubas pasa a un proceso de destilación.

Equipos de Fermentación.La función principal de un fermentador es la de proporcionar un medio ambiente

controlado que permita el crecimiento eficaz de la células y la formación de producto.

Debido a que las condiciones de trabajo al momento de la fermentación deben ser

asépticas, es decir se deben excluir los organismos contaminantes, el fermentador así

como la red de tuberías asociadas serán recipientes a presión de tal forma que tanto el

sistema como el medio que contenga pueda esterilizarse a temperatura adecuada de

mínimo 121ºC durante un tiempo que varía entre 15 y 30 minutos.

Los fermentadores están equipados con instrumentos que se utilizan para facilitar el

análisis y registro de parámetros específicos, para ayudar a establecer las condiciones

óptimas del proceso de fermentación y para optimizar el proceso de producción.

Los equipos principales de la fermentación son cubas cilíndricas de volumen aproximado

de 1800 litros, en acero al carbón. Las de propagación de la levadura poseen un

recubrimiento interno en fibra de vidrio.

Las de propagación son abiertas, las de fermentación son cerradas con desprendimiento

para salida del CO2.

Etapa 4 Destilación.La destilación es la operación mediante la cual se separan los componentes de una

mezcla de varios líquidos; los líquidos se separan suministrando calor a la mezcla,

llegando al instante en que la temperatura alcanzada es la temperatura de ebullición del

componente más volátil; las moléculas de este se escapan de la mezcla líquida en un

estado de vapor y mediante la refrigeración posterior son condensados.

Generalmente se destila para la obtención de alcoholes, un líquido fermentado que

contiene, además de alcohol cierto número de distintos productos. Entre estos unos son

volátiles, como por ejemplo, los ácidos acéticos, butíricos, los ésteres de estos ácidos, los

alcoholes superiores tales como los alcoholes isopropílico, propílico, isobutílico, butílico,

isoamílico, amílico y el aldehído acético.

Las corrientes presentes en esta etapa son: como alimento el mosto proveniente de la

fermentación y como productos las vinazas recuperadas por la parte inferior de la

columna y que salen a temperatura que varía entre 80 a 100ºC  y las flemas que salen por

la parte superior de la columna y que corresponden a la solución de la que se obtendrá

directamente el alcohol y que tienen una temperatura aproximada de 55ºC.

En destilación alcohólica industrial se utilizan dos columnas: una agotadora y otra

concentradora; la primera columna, la agotadora o destrozadora como también se le

conoce, trabaja al vacío, baja presión, de ella se separan las flemas con todas las

impurezas por un lado y las vinazas por el otro.

Las flemas pasan a la columna concentradora donde salen con un contenido de alcohol

del 90 %, de allí continúan a una columna Hidroselectora donde se inyecta vapor y se

agrega agua para disminuir el contenido de alcohol hasta un 13 % en el fondo y un 24 %

en la parte superior.

Por la parte superior, como se mencionó anteriormente, se recoge una solución con

24ºG.L., a una temperatura de 90ºC, que contiene, además de alcohol, impurezas como

cetonas, aldehídos, ésteres y metanol. Esta corriente se conoce como alcohol impotable o

de mal gusto y se comercializa con destino a industrias de cosméticos y como solventes.

La corriente del fondo, a temperatura de 92ºC y con un contenido alcohólico del 13%,

pasa a una columna rectificadora con el fin de elevar hasta 96% su contenido alcohólico.

Esta columna trabaja a presión mayor de la atmosférica.

La destilación puede realizarse tanto en aparatos discontinuos como en funcionamiento

continuo.

Destilación continúa. La destilación continua es propia para tratar grandes cantidades de solución. El mosto

que se hace destilar entra continuamente en la columna de la cual fluyen igualmente en

forma continua, las flemas y las vinazas.

La llegada del vino a la columna se hace en un plato situado en su parte intermedia; este

plato es llamado de alimentación: por encima de él se tiene la zona de concentración, ya

que por el plato más elevado es por donde se extraen las flemas. Por el contrario, la parte

de columna situada por debajo del plato de alimentación constituye la zona de

agotamiento ya que las vinazas fluyen del plato inferior.

La destilación puede realizarse a la presión atmosférica o a una presión más o menos

reducida. Las destilaciones a presión reducida o al vacío no son utilizadas corrientemente

para la obtención del alcohol, pues se reservan para líquidos que se descomponen o

alteran a temperaturas elevadas, tales como perfumes, productos farmacéuticos,

vitaminas, etc.

Las flemas que se producen no pueden tener más concentración que la correspondiente a

la temperatura a que se encuentra el plato superior y a la concentración del mosto a

destilar. Esta columna es realmente una columna de agotamiento.

Columnas de destilación continúa: En ella podemos considerar los siguientes órganos como principales : los platillos u

órganos de desalcoholización metódica, el aparato de calefacción, el regulador de vapor,

el calientavino y el refrigerante, el recuperador de calor de las vinazas y la probeta de

comprobación.

Los platillos: En las columnas modernas, los vasos de agotamiento están constituidos por platillos

colocados unos encima de otros y enchufados de manera que formen una columna. Estos

platillos se comunican entre sí por tubos de desagüe que fijan en cada uno de ellos el

nivel constante, pues dan salida hacia el platillo inferior del exceso de líquido y lo

desembarazan de alcohol.

El orificio de cada platillo está cubierto de un verdadero casquete que constituye una junta

hidráulica con el líquido colocado en el platillo. El calor se acumula debajo del casquete y

por su presión hace regolfar el líquido, en el cual chapetea calentándolo.

El vino que se va a destilar llega al platillo superior y desciende de platillo en platillo por

los tubos de desagüe, mientras que el vapor sube de platillo en platillo, chapoteando en el

líquido cada vez más alcohólico y enriqueciéndose cada vez mas de alcohol.

Para favorecer la desalcoholización del líquido, es preciso multiplicar el contacto del vino y

el vapor; esto se consigue dándole a los bordes de los casquetes una forma endentada

que divide las burbujas de vapor y las hace chapotear en un espacio mayor.

Calefacción de la columna: En la actualidad se emplea siempre la calefacción por vapor para las columnas de

destilación en la industria de alcohol.

La calefacción por vapor puede tener lugar por chapaleo, por serpentín o por haz tubular.

El empleo del chapaleo tiene la ventaja de ser sencillo, pero presenta el inconveniente de

diluir las vinazas, este inconveniente es grave en las destilerías de melazas donde hay

necesidad de evaporar las vinazas para recuperar las sales. Por lo tanto se da preferencia

a la calefacción por serpentín o por haz tubular. La introducción de un serpentín recorrido

por el vapor permite una calefacción muy económica de la columna teniendo el

inconveniente de ocupar un lugar considerable, de necesitar el aumento de volumen de la

caldera y de obstruirse con frecuencia. Tiene la ventaja de permitir la calefacción sin

dilución del líquido y de recoger el vapor condensado, que puede servir de nuevo para

alimentar el generador.

La calefacción tubular se compone de un haz de tubos por cuyo inferior circula la vinaza

caliente que sale de la columna. El vapor entra en la caja y va a calentar la pared exterior

de los tubos, se desprende del calor y sale condensado por la parte inferior. La vinaza que

circula en los tubos se calienta y los vapores producidos pasan a la columna destiladora

por un tubo situado en la parte superior del aparato tubular. La vinaza sale sin interrupción

por un tubo colocado en la parte inferior de la caja de calefacción.

Este aparato permite utilizar el vapor del escape de las máquinas; da una calefacción

económica y se limpia fácilmente.

Regulador de vapor: La calefacción debe graduarse por medio de un regulador de vapor automático, ya que es

muy importante que la cantidad de vapor introducida al aparato sea regular. Si esta

cantidad es muy grande, se diluye el líquido y el grado de alcohol producido disminuye; y

si es muy pequeña, el agotamiento es imperfecto.

Calientavinos y refrigerante: Los aparatos destinados a condensar los vapores alcohólicos están constituidos por

refrigerantes tubulares o de serpentín.

Es económico utilizar el calor que se desprende por la condensación de los vapores

alcohólicos para el calentamiento del vino que alimenta la columna. Se utiliza para

calentar el vino el calor cedido por las flemas que se condensan o el calor de las vinazas

que salen de la columna.

El calientavinos está constituido por un haz tubular al que llega el vino. Este pasa por los

tubos del aparato, mientras que el vapor alcohólico circula alrededor de los tubos y se

condensa calentando el vino.

Es importante aprovechar el calor que llevan las vinazas al salir por el fondo, pues por un

lado son el desecho de la etapa de destilación, y por otro, salen a alta temperatura, que

es una de las características para su difícil manejo y una de las variables de

contaminación, que junto con otras que ya se mencionaron, y se estudiarán más adelante,

impide que sean descargadas a cuerpos de agua directamente. 

Columnas de destilación continúa: En ella podemos considerar los siguientes órganos como principales : los platillos u

órganos de desalcoholización metódica, el aparato de calefacción, el regulador de vapor,

el calientavino y el refrigerante, el recuperador de calor de las vinazas y la probeta de

comprobación.

Los platillos: En las columnas modernas, los vasos de agotamiento están constituidos por platillos

colocados unos encima de otros y enchufados de manera que formen una columna. Estos

platillos se comunican entre sí por tubos de desagüe que fijan en cada uno de ellos el

nivel constante, pues dan salida hacia el platillo inferior del exceso de líquido y lo

desembarazan de alcohol.

El orificio de cada platillo está cubierto de un verdadero casquete que constituye una junta

hidráulica con el líquido colocado en el platillo. El calor se acumula debajo del casquete y

por su presión hace regolfar el líquido, en el cual chapetea calentándolo.

El vino que se va a destilar llega al platillo superior y desciende de platillo en platillo por

los tubos de desagüe, mientras que el vapor sube de platillo en platillo, chapoteando en el

líquido cada vez más alcohólico y enriqueciéndose cada vez más de alcohol.

Para favorecer la desalcoholización del líquido, es preciso multiplicar el contacto del vino y

el vapor; esto se consigue dándole a los bordes de los casquetes una forma endentada

que divide las burbujas de vapor y las hace chapotear en un espacio mayor.

Calefacción de la columna: En la actualidad se emplea siempre la calefacción por vapor para las columnas de

destilación en la industria de alcohol.

La calefacción por vapor puede tener lugar por chapaleo, por serpentín o por haz tubular.

El empleo del chapaleo tiene la ventaja de ser sencillo, pero presenta el inconveniente de

diluir las vinazas, este inconveniente es grave en las destilerías de melazas donde hay

necesidad de evaporar las vinazas para recuperar las sales. Por lo tanto se da preferencia

a la calefacción por serpentín o por haz tubular. La introducción de un serpentín recorrido

por el vapor permite una calefacción muy económica de la columna teniendo el

inconveniente de ocupar un lugar considerable, de necesitar el aumento de volumen de la

caldera y de obstruirse con frecuencia. Tiene la ventaja de permitir la calefacción sin

dilución del líquido y de recoger el vapor condensado, que puede servir de nuevo para

alimentar el generador.

La calefacción tubular se compone de un haz de tubos por cuyo inferior circula la vinaza

caliente que sale de la columna. El vapor entra en la caja y va a calentar la pared exterior

de los tubos, se desprende del calor y sale condensado por la parte inferior. La vinaza que

circula en los tubos se calienta y los vapores producidos pasan a la columna destiladora

por un tubo situado en la parte superior del aparato tubular. La vinaza sale sin interrupción

por un tubo colocado en la parte inferior de la caja de calefacción.

Este aparato permite utilizar el vapor del escape de las máquinas; da una calefacción

económica y se limpia fácilmente.

Regulador de vapor: La calefacción debe graduarse por medio de un regulador de vapor automático, ya que

es muy importante que la cantidad de vapor introducida al aparato sea regular. Si esta

cantidad es muy grande, se diluye el líquido y el grado de alcohol producido disminuye; y

si es muy pequeña, el agotamiento es imperfecto.

Calientavinos y refrigerante: Los aparatos destinados a condensar los vapores alcohólicos están constituidos por

refrigerantes tubulares o de serpentín.

Es económico utilizar el calor que se desprende por la condensación de los vapores

alcohólicos para el calentamiento del vino que alimenta la columna. Se utiliza para

calentar el vino el calor cedido por las flemas que se condensan o el calor de las vinazas

que salen de la columna.

El calienta vinos está constituido por un haz tubular al que llega el vino. Este pasa por los

tubos del aparato, mientras que el vapor alcohólico circula alrededor de los tubos y se

condensa calentando el vino.

Es importante aprovechar el calor que llevan las vinazas al salir por el fondo, pues por un

lado son el desecho de la etapa de destilación, y por otro, salen a alta temperatura, que

es una de las características para su difícil manejo y una de las variables de

contaminación, que junto con otras que ya se mencionaron, y se estudiarán más adelante,

impide que sean descargadas a cuerpos de agua directamente.

Destilación discontinua. Los aparatos más utilizados en la destilación discontinua presentan tres partes: La

caldera, en la que se introduce el líquido a destilar y que se calienta ya sea a fuego

directo o por medio de vapor; La cabeza, superpuesto al interior que forma una cámara

para alojar los vapores que se producen; y una alargadera por la que pasan los vapores al

serpentín donde se condensan.

Estos aparatos se usan principalmente en destilaciones a pequeña escala como en

laboratorios o en la preparación de perfumes.

Con el fin de poder seguir en todo momento el proceso de destilación se dispone de una

toma de muestra continua tanto de vinazas como de los vapores alcohólicos; las muestras

tomadas, una de la parte inferior de la caldera y la otra de la cabeza.

Equipos de Destilación discontinua. Para realizar la destilación del alcohol se puede seguir el proceso discontinuo o el proceso

continuo. En el proceso de destilación discontinuo encontramos alambiques simples y

alambiques provistos de rectificadores.

Alambiques simples: Se compone de una caldera de forma ancha y achatada generalmente de cobre,

destinada a recibir el líquido que se va a destilar.

La caldera se coloca de manera que pueda caldearse a fuego libre, y va coronada de una

montera o casquete que se prolonga con un largo tubo encorvado que conduce al

refrigerante. Este refrigerante está constituido por un largo serpentín metálico, colocado

en un recipiente donde circula una corriente de agua fría. El agua fría llega por la parte

inferior, se calienta con los vapores alcohólicos que se condensan en el serpentín y sale

por el aliviadero superior.

Algunos aparatos de esta clase están provistos de un calienta vino. En este caso, los

vapores alcohólicos que se desprenden de la caldera se condensan en un serpentín,

colocado en un recipiente donde se encuentra el líquido que se va a destilar.

El calor desprendido de la condensación de estos vapores calienta el vino, que se hace

entrar después en la caldera para la operación de destilado. El líquido alcohólico es

condensado en el serpentín del refrigerante, donde finaliza la condensación y el

enfriamiento.

Alambiques con rectificadores: Estos alambiques actualmente son más utilizados debido a que pueden funcionar bien

como alambiques simples con varias pasadas, cuando no se está utilizando el rectificador,

o como alambiques con rectificación sin más manipulaciones, que producen en una sola

operación alcohol de alto grado.

El alambique está provisto de una cúpula rectificadora que se coloca como una cubierta y

se embute libremente en el reborde superior de la caldera. Una parte del agua del

aliviadero del refrigerante vierte en el centro de la cúpula, penetra en el reborde y

constituye una primera junta hidráulica.

Otra junta inferior está formada por las condensaciones de los vapores de agua, que,

lamiendo las paredes de la cúpula, caen en el segundo reborde e impiden que los vapores

alcohólicos se condensen en el agua de la primera junta. De esta forma se evita toda la

pérdida de alcohol y el cierre es tan hermético como caucho.

Productos de la destilación.En el proceso de destilación se obtienen dos corrientes, una sigue a la etapa de

rectificación y es rica en alcohol. La otra contiene los desechos y se denomina vinazas.

1. Las Vinazas.Se llaman vinazas a los residuos de la fermentación y destilación de la melaza, que una

vez agotados fluyen en la columna de destilación. En las vinazas quedan todos los

elementos de las materias primas con excepción de los carbohidratos transformados en

alcohol y gas carbónico. Por esto los residuos contienen la totalidad de las materias no

fermentescibles, junto con los productos formados en la fermentación. Con Las pequeñas

cantidades de azúcar quedan las materias primas y subproductos de la fermentación, así

como elementos que no han pasado a alcohol como componentes volátiles de la

destilación.

En la composición influyen sobre todo el método de trabajo, cuanto mejores sean las

materias primas y mejor sea conducida la fermentación menor será la cantidad de

carbohidratos contenidos en las vinazas.

Las vinazas abandonan la columna de destilación generalmente entre 94º - 98ºC a

presión atmosférica. Su concentración varía entre 7 y 9º Brix y la densidad entre 1 y 1.08

gr / cc.

Las vinazas son efluente o vertimiento característico de la industria alcohólica que por su

alto volumen, condiciones de temperatura, pH, alto contenido de materia orgánica,

presencia de sólidos suspendidos y color, se constituyen en una carga contaminante ya

que no pueden ser descargadas directamente a cuerpos de agua porque pone en peligro

las formas de vida allí existentes, ya que prácticamente consumen todo el oxígeno

presente y modifican las condiciones de temperatura y pH, como se verá con más detalle

más adelante.

Si se tiene en cuenta que por una producción diaria de alcohol de 50000 litros, se

producen cerca de 700000 litros de vinazas vemos que este es el punto ambientalmente

crítico del proceso y por lo tanto la destilación se convierte en la etapa crítica del proceso.

2. Flemas.Las flemas que se obtienen de la destilación presentan una concentración alcohólica del

13% e impurezas como:

Alcoholes homólogos del alcohol etílico tales como alcoholes propílicos,

isobutíricos, amílicos, caproicos, etc.

Aldehído Acético y los otros aldehídos formados por la oxidación de los distintos

alcoholes existentes.

Los ácidos, unos ya presentes en el mosto que se destiló y otros formados por la

oxidación de los aldehídos.

Los éteres existentes en el mosto fermentado, unos, y otros procedentes de la

reacción de los alcoholes con los ácidos.

La glicerina y su producto de deshidratación, la acroleína.

El furfurol procedente de las pentosanas contenidas en el mosto y que por

hidrólisis se transforman en pentosas.

El amoniaco y ciertas bases orgánicas procedentes de la descomposición de las

materias nitrogenadas que se encuentran en los mostos.

Una serie de productos volátiles formados por la reacción de las impurezas citadas, o por

la hidrólisis del nuevo producto originado.

 Etapa 5 Rectificación.La flema obtenida por destilación contiene, además de alcohol, cierto número de

sustancias volátiles que es necesario separar para obtener el alcohol neutro. Estas

impurezas que existen en el alcohol ordinario se clasifican en dos categorías: las

impurezas de cabeza, que subsisten en las primeras porciones del líquido destilado, y las

impurezas de cola, que se encuentran al final de la destilación.

La rectificación tiene por objeto la separación del alcohol puro de las impurezas que lo

acompañan. Se pueden efectuar dos procedimientos: el método discontinuo, que consiste

en rectificar en un aparato apropiado un volumen determinado de flemas, separando

sucesivamente los productos de cabeza, el alcohol y los productos de cola; y el método

continuo en el cual se rectifica la flema en un aparato continuo especial donde se extraen

regularmente y sin interrupción las impurezas que arrastra la alimentación continua de la

flema.

La máxima concentración que se obtiene en la columna de rectificación es del 96.1% ya

que la mezcla binaria alcohol etílico - agua forma un azeótropo cuando la concentración

alcohólica está muy cercana a este punto, por lo que a partir de él se hace imposible la

separación. Para poder obtener alcohol a una concentración etílica mayor, se requiere

adicionar un tercer compuesto como el benceno que arrastra el agua; o por disminución

de la presión, ya que el azeotropismo al igual que el punto de ebullición cambia con la

presión. En algunos casos, el cambio de presión puede eliminar el azeotropismo de un

sistema.

El alcohol así obtenido puro, rectificado de la mezcla azeotrópica, se conoce como alcohol

anhidro y no puede ser utilizado para consumo humano, debido a que contiene trazas del

tercer componente que es tóxico para el hombre.

Rectificación discontinua. La caldera se carga al principio de la operación con flemas de bajo grado, es decir de 45

ºG.L., las que seguidamente se llevan a ebullición, dando paso al vapor que ha de circular

por el serpentín.

El agua del condensador se abre al máximo con el fin de evitar que llegue líquido a la

probeta del refrigerante. Se mantiene el aparato en condiciones tales que se regule la

calefacción de manera que el condensador sea suficiente para condensar la masa de

vapores que llegan.

Estos vapores son muy impuros, pues contienen todas las impurezas más volátiles de las

flemas, las cabezas las cuales se envían a almacenamiento.

Luego de recoger las cabezas pasan los líquidos un poco menos cargados de impurezas

a los que se les conoce con el nombre de alcohol de mediano gusto o de cabeza o alcohol

impotable y también pasan a almacenamiento.

El tiempo que se tarda en recoger estos vapores es bastante largo, y a medida que se

efectúa esta operación, la calidad del alcohol va mejorando apareciendo el alcohol

extrafino, o de buen gusto como se le conoce al alcohol etílico. Las primeras fracciones de

alcohol salen de 93 a 94 ºG.L. pero al poco tiempo alcanzan los 95-96ºG.L.

El método de rectificación discontinua presenta algunos inconvenientes; el principal

consiste en la necesidad de repasar una cantidad bastante grande de productos

intermedios, lo cual da lugar a un gran consumo de combustible. Además las pérdidas de

alcohol son grandes durante la rectificación.

Rectificación continúa: Presenta algunas ventajas respecto a la rectificación discontinua y que son la obtención

del 90 al 96 % de alcohol de buen aroma en una sola operación, también presenta

economía del combustible, facilidad en la manipulación y la supresión de las pérdidas de

alcohol durante esta etapa. La principal objeción que se ha hecho respecto a la pureza del

alcohol producido, es que es de calidad inferior al producido en rectificación discontinua.

La rectificación ocurre por la menor solubilidad que presentan las impurezas en el alcohol

de mayor concentración y caliente, es decir, a medida que las flemas aumentan de

temperatura irá haciéndose más difícil la solubilidad de las impurezas, las que,

arrastradas por los vapores ascenderán en la columna y aunque se encuentran con

temperaturas menores, como las concentraciones en alcohol de los diferentes platos son

mayores, estas impurezas continuarán siendo insolubles y, por lo tanto, arrastradas con

los vapores hasta salir de la columna, constituyendo los productos de cabeza.

Esta forma de eliminar impurezas sacrifica parte de alcohol que formando los vapores

acompaña a estos productos.

Tomando como partida las flemas procedentes de la columna de destilación, es necesario

por adición de agua para llevarlas a una concentración de 30 a 40 ºG.L.; una vez a esta

concentración pasa a la columna depuradora.

Esta columna posee un dispositivo de calefacción adecuado, donde la flema es separada

de la mayor parte de los productos de cabeza y regresada en estado líquido a la

rectificadora la cual también posee un dispositivo de calefacción.

Equipos de Rectificación. En la rectificación discontinua podemos distinguir cuatro órdenes esenciales del aparato:

1. La caldera, que se calienta mediante un serpentín sumergido entre las flemas y por el

que circula vapor, y el dispositivo conveniente, un regulador de vapor, para mantener

la caldera en perfectas condiciones de funcionamiento.

2. La columna de rectificación, compuesta de un número de platos que oscila entre

treinta y cincuenta. Los vapores procedentes de la caldera, después de atravesar un

rompe espumas, llegan a la base de la columna. En el rompe espumas se coloca un

termómetro que permite registrar las diversas temperaturas de los vapores que entran

en la columna.

3. Un condensador, generalmente de haz tubular: los vapores circulan entre los tubos

mientras que el agua lo hace por su interior. La retrogradación parcial que produce

este condensador vuelve a la columna entrando por los platos superiores.

4. Un refrigerante tubular, que refrigera los productos que de él pasan a la probeta y en

el que se condensan los vapores que no lo hicieron en el condensador.

En la rectificación continua distinguimos:

1. Una columna deflemadora o depuradora. En ella tiene efecto la separación de la casi

totalidad de los productos de cabeza.

2. Columna rectificadora propiamente dicha. En la que el alcohol se concentra y se

separan los productos de cola y aquellos que al formar mezclas azeotrópica, ya sea

entre sí o con el alcohol, destilan a una temperatura de ebullición menor que la de sus

componentes.

Estas dos columnas han de ser del tipo de las de alto grado, constarán de una zona

de agotamiento y otra de concentración.

3. Columna repasadora o con dispositivo de pasteurización. Actúa sobre el alcohol

concentrado perfeccionando su depuración y completando la separación de las

impurezas que pudiera contener.

4. Columna destiladora. En ella se perfecciona el agotamiento del alcohol de las vinazas

y en algunos casos produce el vapor necesario para una o varias de las otras

columnas.

Etapa 6 DepuraciónEl perfeccionamiento de los aparatos destiladores ha hecho inútil este tratamiento, y

cuando se realiza, se limita solo a filtración con carbón. El carbón utilizado es carbón

vegetal de madera ligera y no resinosa. La acción depurante del carbón es tanto mayor

cuanto más ligero sea y más considerable sea la superficie que presenta por la

capilaridad para la imbición por la flema. Además no debe dar coloración alguna al alcohol

en ebullición.

La acción del carbón parece ser a la vez física y química. Desde el punto de vista físico

hay una fijación de materias colorantes por decoloración de la flema y absorción de

sustancias olorosas. Desde el punto de vista químico, el papel debe atribuirse el oxígeno

en los poros; se produce una oxidación de una pequeña parte el alcohol etílico y de los

alcoholes superiores con formación de aldehídos, cetonas y ácidos.