DISEÑO DE UN REACTOR TIPO BATCH EN ESTADO ESTACIONARIO PARA LA OBTENCIÓN DE ALCOHOL A PARTIR DE JUGO DE CAÑA

INTEGRANTES: César León

Gladys Shingre

Yohana Gallegos

OBJETIVO GENERAL:

. Obtención de alcohol a partir del jugo de caña, utilizando como catalizador la

levadura (Sacharomyces cerevisiae).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

. Diseño de un reactor tipo batch en estado estacionario para la obtención de alcohol a partir del jugo de la caña de azúcar. . Determinar tiempo de fermentación y °Brix finales del mosto fermentado de jugo

de caña. . Determinar el rendimiento de alcohol y grado alcohólico de acuerdo a la concentración óptima de fermento, incorporado en la dilución del jugo de caña. . Evaluar las características sensoriales, como (olor, color, sabor), del alcohol obtenido a partir de jugo de caña

INTRODUCCIÓN:

. La Ingeniería Química es una disciplina en la cual la experimentación juega un

papel importante, por tal razón, muchos de los procesos que involucran reacciones químicas requieren durante su desarrollo de pruebas a nivel de laboratorio. . Es por ello, que para comprobar el funcionamiento del reactor se llevará a cabo una práctica de laboratorio en la que mediante jugo de caña de azúcar con un catalizador se obtendrá alcohol.

JUSTIFICACIÓN:

. Teniendo en cuenta que las reacciones químicas son por lo general las etapas más significativas de los procesos, a más de que deciden su viabilidad económica, constituyen la parte de la ingeniería más genuina del Ingeniero Químico denominada diseño de reactores químicos.

. Los reactores constituyen la base de muchos procesos químicos. Es por ello que

hemos creído conveniente el diseño de un reactor tipo batch en estado estacionario. . Considerando la contaminación ambiental, el etanol se lo utiliza como combustible pudiendo ser un combustible alternativo por lo que hemos considerado necesario

hacer este proyecto importante ya que es un proceso industrial a través del cual se puede obtener etanol desde laboratorio a escala industrial.

MARCO TEÓRICO:

. El Ecuador presenta condiciones climáticas apropiadas para el desarrollo de varios cultivos, entre ellos la caña de azúcar, de la misma que puede obtenerse varios productos y subproductos.

. LA CAÑA.-Es una gramínea gigante de género Saccharum que se cultiva en las regiones tropicales y subtropicales del mundo, por su elevado contenido de azúcares en el tallo, es utilizada como materia prima para agroindustria panelera y azucarera.

. JUGO DE CAÑA.- Líquido obtenido de la molienda de la caña de azúcar, el mismo que es utilizado en las industrias productoras de panela, azúcar y alcohol.

. LEVADURAS.-Son diversos hongos microscópicos unicelulares que son importantes por su capacidad para realizar la descomposición mediante fermentación de

diversos cuerpos orgánicos, principalmente los azúcares o hidratos de carbono, produciendo distintas sustancias. . Levadura Saccharomyces cerevisiae. Esta levadura tiene la facultad de crecer en forma anaerobia realizando fermentación alcohólica. Por esta razón se emplea en muchos procesos de fermentación industrial, de forma similar a la levadura química, por ejemplo en la producción de cerveza, vino, etc. . LOS ALCOHOLES son el grupo de compuestos químicos que resultan de la sustitución de uno o varios átomos de hidrógeno por grupos hidroxilo en los hidrocarburos saturados o no saturados. . El alcohol etílico o Etanol, cuya fórmula química es CH3-CH2OH, es el componente activo esencial de las bebidas alcohólicas. Puede obtenerse a través de dos procesos de elaboración: la fermentación o descomposición de los azúcares contenidos en distintas frutas, y la destilación, consistente en la depuración de las bebidas fermentadas.

METODOLOGÍA

. Partimos de 5L de guarapo que posteriormente serán hervidos (para desaparecer sus levaduras presentes). . Dejamos enfriar durante 15 min, donde se regularizara su Ph (ácido fosfórico) y medir los grados Brix. . Tomar una muestra de 10ml, disolver en 1gr de levadura. . Preparamos una solución meta bisulfito de sodio (10gr) bacterizada, para desinfectar los materiales usados. . Colocamos en una botella la sustancia obtenida , tapamos utilizando un corcho con 2 orificios, se introducirán dos mangueras (de suero) - salida del CO2 - Control enzimático . La fermentación tiene una duración 8 a 15 días . Luego de este proceso, se lleva a cabo la respectiva destilación

ECUACIÓN CINÉTICA

La ecuación cinética deducida para este proyecto es: