in stituto politecnico nacional escuela superior de
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I N S T I T U T O P O L I T E C N I C O N A C I O N A L
Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas
O B T E N C I O N O E A G U A R D I E N T E A P A R T I R
D E L P L A T A N O
Tesis ProfesionalQue para obtener el Título deINGENIERO QUIMICO INDUSTRIAL
p r e s e n t a n
R O B E R T O P E R A L T A A L F A R O
J E S U S R E Y Q U I L E S M O R A L E S
JO S E L U I S R O D R IG U E Z H U E R T A
I N S T I T U T O P O L I T E C N I C O N A C I O N A LESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
DIVISION DE SISTEMAS DE TITULACION
Meneo, d . f. 28 de febrero de ROBERTO PERALTA ALFARO. 1984.JESUS REY QUILES M3RALES.
C . JOSE LUIS RODRIGUEZ HUERTA.QUIMICO INDUSTRIAL.
El tema de trabajo y/o tesis para su examen profesional en la opción *TIjSIc
es propuesto por el c . INGi YOSHIO NAGAMA.TSU TAKAQUI.
de la calidad de trabajo que usted presente, referida al tema “ OBTENCION DEPLATANO."el cual deberá usted desarrollar de acuerdo con el siguiente orden
RESUMEN.I.- INTRODUCCION.II.- GENERALIDADES.III.- INVESTIGACION BIBLIOGRAFICA.IV.- DISEÑO DE PROCEDIMIENTO BE OBTENCION EEL AGUARDIENTE. V.- RESULTADOS.VI.- CONSIDERACIONES ECONOMICAS.VII.- DISEÑO DE UNA PLANTA PILOTO.
VIII.- CONCLUSIONES.BIBLIOGRAFIA.
CO LECTIV A
quien será el responsable
AGUARDIENTE A PA RTIR D EL
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IX>L LAL lU f» Í ’L I L ILA
v-anos*,
A NUESTROS PADRES Y HERMANOS CON UN PROFUNDO AMOR Y AGRADECIMIENTO, QUE CON SU APOYO MORAL HEMOS LOGRADO ALCANZAR UNA MAS DE NUESTRAS METAS ANHELADAS
UN ESPECIAL AGRADECIMIENTO AL ING. MOISES VILLAFRANCA DEL DEPARTAMENTO DE ESTUDIOS ESPECIALES DE LA E.S.I.Q.I.E. POR SU GRAN APOYO Y ASFSORIA PARA LA ELABORACION DE ESTE TRABAJO
A NUESTROS SINODALES ING. Ma. DE JESUS LOPEZ ING. YOSHIO NAGAMATZU ING. CLEMENTE REZA POR SU DESINTERESADA Y VALIOSA DIRECCION PARA ESTE TRABAJO
INDICE
INTRODUCCION---------------------------------1
CAPITULO II
GENERALIDADES ------------------------------- 4
CAPITULO III
INVESTIGACION BIBLIOGRAFICA----------------- 18
CAPITULO IV
DISEfíO DF PROCEDIMIENTO DF
OBTENCION DEL AGUARDIENTE------------------- 26
CAPITULO V
RESULTADOS-----------------------------------46
CAPITULO VI
CONSIDERACIONES ECONOMICAS -------------------48
DI SE í O D’" Ul,/ PLANTA PILOTO -------------71
RESUMEN-------------------------------------III
CAPITULO I
CAPITULO VII
I
CAPITULO VIII
C O N C L U S I O N E S
B I B L I O G R A F I A
RESUMEN
Bi este trabajo, el objetivo principal es el estudio
técnico-económico para el aprovechamiento de desechos o
desperdicios ael plátano, ocupándolos como materia prima
en la obtención de bebidas alcohólicas, tal como el ----
aguardiente.
Después de una serie ae estuaios e investigaciones a
nivel laboratorio, ocupando para ésto plátano con un ---
grado de madurez óptimo ( correspondiente a un alto gra
do de azúcares ), el cual se trató bajo condiciones ----
determinadas ae temperatura, tiempo de hidrólisis y fer
mentación, usando un inóculo de levadura de la especie -
saccharomyces cerevisiae, obteniéndose como resultado el
objetivo antes mencionado.
Considerando el proceso desarrollado y la eficiencia
lograda en el mismo, se puede establecer oue la obten---
ción de aguardiente a partir de plátano, económicamente
es factible de llevarse a cabo a escala industrial, de -
acuerdo a la evaluación técnico-económica del modelo --
propuesto e n e s t e trabajo.
CAPITULO I
INTRODUCCION
Dentro de las principales preocupaciones a las que -
se ve sujeta la creciente industria mexicana, se encuen
tra la del aprovechamiento a gran escala de desechos ya
sean industriales o agrícolas. En este breve estudio, en
el que tocaremos puntos importantes sobre el canino de la
industria de bebidas alcohólicas, nos ocuparemos de los
desechos agrícolas en forma específica del plátano.
La actividad agrícola tiende a incrementar año con -
año su volumen ae producción de manera proporcional con
el aumento poblacional; existen algunas especies que su
cantidad no es suficiente para satisfacer el consumo na
cional por lo que el país se ve obligado a importar. Sin
embargo, por lo que respecta al plátano, es una fruta —
que se produce de manera satisfactoria en el territorio
nacional, no siendo necesario importarla. También es una
fruta que puede ser cultivada durante los 12 meses del -
1
Tanto el plátano como las otras frutas y hortalizas,
son considerados productos perecederos, y su oportuno —
abastecimiento es importante hacia los centros de consu
mo, ya que forman parte de la alimentación de la -oobla—
ción mexicana por ser fuentes de energía y sustancias —
alimenticias ( vitaminas ), por lo que es una imperiosa
necesidad su distribución en forma adecuada y suficiente
durante todo el año.
Es de todos sabido que, como producto biótico, el —
plátano tiene un tiempo de vida y parte de este tiempo -
lo emplea en madurar a partir ae que es cosechado. De —
acuerdo a las características particulares de cada espe
cie de fruta, la maduración se considera como una serie
de procesos que se manifiestan desde el cambio de color
hasta las características de consumo; sin embargo, el —
proceso de maduración del plátano a condiciones anbien—
tales normales es rápido, en comparación con el de otras
frutas. Hay que xornar en cuenta oue el plátano demasiado
maduro, es muy difícil oue el consumidor lo adouiera, ya
a ñ o .
2
que su apariencia y sabor no son muy agradables por lo -
que este producto se desperdicia en grandes cantidades,
lo cual obliga a la búsqueda de eficientes medidas para
su total anrovechamiento.
A nivel ingeniería, la preocupación por la conserva
ción de productos frutales y, en general, de los uroduc-
tos perecederos, ha desarrollado diversas tecnologías —
como la creación de sistemas de refrigeración o frigorí
ficos, cuyo principal objetivo es la de prolongar al má
ximo la vida de estos productos.
Tomando como base lo anterior, se realizó una inves
tigación bibliográfica sobre las características del ---
plátano -para poder determinar si en su estado de madura
ción avanzada se le podría utilizar en alguna aplicación
práctica, habiéndose encontrado la -oosibilidad de obte—
ner aguardiente ( ocupando como materia prima el rjlátano
con grado de madurez avanzado y poder llevarlo a un es—
tudio a través de una fermentación alcohólica ), entran
do así al campo de la industria de las bebidas alcohóli
cas cuya íjnoortancia radica en su gran volumen de pro---
aucción y ventas.
CAPITULO II
Cii¡J\ ER-^ L I D A D E S
B e b i d a s ¿ l c o n ó l i c a s .
D e s d e t i e m n o s r e m o t o s , l a p r e n a r a c i ó n d e b e b i d a s a l
c o h ó l i c a s s e d e s a r r o l l ó c o m o u n a t é c n i c a l a c u a l , a l n a
s o a e l o s a ñ o s , h a i d o e v o l u c i o n a n d o h a s t a l l e g a r a s e r
e n t i e m p o s a c t u a l e s u n o d e l o s p r o c e s o s i n d u s t r i a l e s , —
c u y a i m p o r t a n c i a e c o n ó m i c a g i r a a l r e d e d o r d e l a d i v e r s a
v a r i e d a d d e > I i o s , l i c o r e s , a g u a r d i e n t e s , e t c . , i* l a --------
g r a n d e m a n d a j u e t i e n e n e n e l m e r c a a o y & s u g r a n v o l u —
m e n d e p r o d u c c i ó n , ñ o r l o q u e l a s b e b i d a s a l c o h ó l i c a s s e
p u e d e n d i v i d i r d e p e n d i e n d o b á s i c a m e n t e e n I d f o r m a d e —
e l a b o r a c i ó n e n a o s g r u p o s :
A ) B e b i d a s a l c o h ó l i c a s n o d e s t i l a d a s . - E s t e g r u ñ o l o
f o r m a n :
- C e r v e z a .
- V i n o s .
- L i c o r e s .
4
- Ronroope.
- Sidras y Peradas.
B) Bebidas alcohólicas destiladas.- Estas son:
- Coñacs.
- Champagnes.
- Vodka.
- A g u a r d i e n t e .
- Brandy.
- T e q u i l a .
- Mezcal.
- A n i s .
- Ron.
- W h i s k y .
- G i n e b r a .
La gran variedad de bebidas alcohólicas es debida, -
entre otros factores importantes, a la diferente materia
prima empleada como, en este caso, las frutas. Antigua—
mente se observó que muchas frutas, si no es que todas/
tienen levaduras saccharomyces cerevisiae y que, al ----
machacarlas, el zumo producido inicia espontáneamente —
5
ceso defenderá de la clase de fruta, temperatura, pre--
sencia de exceso ae azúcar, el tipo de levadura dominan
te ( por experiencia en la practica, la óptima es la --
saccharomyces cerevisiae ) y otros factores que hacen de
1 P proaucción ae bebidas alconólicas un arte más que una
ciencia.
Ahora bien, las materias primas utilizadas para pro
ducir alcohol como producto de su fermentación se pueden
clasificar en 3 tipos:
A) Materias Sacaroideas.- Como azúcar de caña, remo
lacha, melazas y ;lugos de frutas.
B) Materias Amiláceas.- (,ue son materias que contie
nen almidón como: papas, plátano, yuca, etc., incluyen—
dose los cereales como el maíz, sorgo, cebada, malta, —
avena, trigo, arroz, centeno, etc.
C) Antenas Celulósicas.- Como la modera, y los re—
siduos en la fabricación de la pasta de panel.
una fermentación alconólica.
La gran variedad de bebidas resultantes de tal uro—
6
En este trabajo el tipo de materia prima a utilizar
es una materia amilácea y que en un proceso de fermenta
ción debe de ser hidrolizada primeramente a azúcares —
fermentables antes de que actúen sobre ellas las levadu
ras.
En forma general, puede establecerse que la fruta a
emplear debe tener un grado de maduración adecuado, re—
cordando que la maduración es un proceso en que las sus
tancias contenidas en este fruto se ven modificadas du—
rante el desarrollo del mismo viéndose afectado en su —
sabor, consistencia, color y aroma, produciéndose un --
cambio natural muy conrolejo que produce entre otros ---
efectos un aumento de vitamina " C " y sustancias nitro
genadas con la subsecuente disminución de taninos y aci
dez.
Otra característica en el proceso de maduración es -
la formación de sustancias volátiles tales como el eti—
leño y aceites esenciales. El etileno tiene mucha impor
tancia, ya que en algunos tipos ae frutas, ( como en el
plátano, manzanas, peras, limones, naranjas, etc. ) ---
7
actúa como acelerador en su maduración, implicando ñor
lo mismo ser un factor que afecta la conservación de e
tas frutas.
Otros factores importantes que siguen estos mismos
.Lmeamientos son:
A) Fisiológicos:
- Madurez üe recolección.
- Consistencia de la pulpa.
- Coloración de la cáscara.
- Número de días transcurridos
durante la plena floración y
la recolección.
- Unidades de calor.
- Acidez de la pulpa.
- Color de la pulna.
- Reacción del almidón o
contenido del mismo.
- Ennegrecimiento ae las semillas.
- Desprendimiento del fruto.
- Relación de azúcares a ácidos.
- Suelo.
- Clima.
C) Durante el cultivo:
- Abonado.
- Poda.
- Riegos.
- Tratamientos sanitarios.
- Contenido de azúcares simales.
Dependiendo de todos los anteriores factores, resul
tarán las características de los aguardientes elabora--
dos.
Los azúcares que pueden estar presentes, son la glu
cosa, fructuosa, sacarosa, azúcares invertidos, etc.
Los ácidos pueden ser el málico, cítrico, ascórbico,
tartárico.
De esta misma manera son inroortantes las proteínas y
vitaminas ( especialmente la A y la C ).
B) Ecológicos:
9
Los aguardientes forman parte ae los variados uro--
ductos de bebidas alcohólicas y, a su vez, pertenecen —
al grupo de los llamados productos destilados, o sea --
aquellos productos de la fermentación que inmediatamente
después del descube, son llevados a la oneración de des
tilación antes de su maduración.
La buena calidad de tales productos, depende funda—
mentalmente de la materia prima así como de los cuidados
que se tengan durante el proceso de fermentación, de la
destilación y del tipo de maduración.
En general, los productos destilados constituyen una
gran parte de la industria de bebiaas alcohólicas y su -
producción es acelerada año con año obteniéndose un gran
volumen de ventas debido a la gran demanda que se tiene
ae ellos en el mercado.
Para llevar a cabo la destilación, se requiere de —
equipos tales como alambiques, anaratos de rectificación
doble o columnas ae rectificación en las que se encuen—
Aguardientes.
10
tran acopladas calderas de marcha continua, etc.
A nivel laboratorio la operación consta ae dos nar—
tes:
A) Destilación simule.- Realizada a presión normal -
con el fin de seoarar los componentes alcohólicos junto
con los aldehidos, éteres, cetonas, así como los demás -
comnuestos contenidos en el aceite del mosto fermentado
o sea el aceite de fúsel.
Lo anterior se logra destilando en un rango de tem—
peraturas de 55 - 90 °C.
Ahora bien, cabe señalar que en la fabricación de —
aguardientes, no se realiza de una manera rigurosa dicha
separación ya que de estas sustancias secundarias depen
den algunas de sus cualidades de sabor y olor esencia--
les. Como ejemplo de estas sustancias secundarias teñe—
nos:
a) Diferentes alcoholes ( pronílico,
butílico, amílico )
b) Varios aldehidos ( acetaldehído )
11
c) Distintos éteres ( acético,
butírico, etc. )
d) Acidos ( acético, succínico,
raálico, etc. )
Recuérdese que los éteres son los compuestos que se
forman por la acción de un ácido sobre un alcohol. Sien
do grande el número de alcoholes que acompañan al aleo—
hol etílico en el vino y sabiendo que todos los ácidos -
pueden transformarse en éteres, es fácil hacerse a la —
idea del considerable número de éteres que pasan al ---
aguardiente.
B) Destilación fraccionada.- Se requiere de una co—
lumna. de fraccionamiento o sea un refrigerante con el —
relleno poroso que puede ser sustituido por piedras de -
ebullición, perlas de vidrio o fibra de vidrio como ele
mentos para empacar la columna.
En la obtención de aguardientes se pueden ocupar --
frutas como materia prima, las cuales dependiendo de su
composición química, factores climatológicos que las --
afectaron, la fertilización del suelo de origen, la edad
12
en el momento en que se cosecharon, etc.; provocarán que
el aguardiente presente características determinantes —
tales como el aroma el cual es variado.
Para el caso de aguardientes que han sido extraídos
de las papas o diversos cereales, se obtiene aroma y ---
sabor desagradables. Lo anterior puede ser eliminado ---
parcialmente usando carbón mineral o animal con lo cual
se purifica al aguardiente de aceite volátil de la fécu
la de las materias primas.
Generalidades y características de los aguardientes
A) Aguardientes de vinos.
a.l) Aguardientes de charentes ( coñacs y champagnes
finos ).
a.2) Aguardientes de armanag.
a.3) Aguardientes ordinarios.
B) Aguardientes de vinos alterados y enfermos.
C) Aguardientes de heces y lias.
D) Aguardientes de sidras y peradas.
E) Aguardientes de orujos.
13
P a r a e l c a s o d e a g u a r d i e n t e s d e o r u j o , s e r e f i e r e a l
r e s i d u o q u e q u e d a d é s p u e s d e l p r e n s a d o d e l a u v a , s e -------
c o m p o n e d e p i e l u h o l l e j o , p e p i t a s y l a s c é l u l a s d e p u l
p a d e f r u t o d e s g a r r a d a s .
P a r a l o s a g u a r d i e n t e s d e h e c e s o l í a s , l a s h e c e s d e l
v i n o s e f o r m a n y s e p a r a n d e l l í q u i d o d u r a n t e l a p r i m e r a -
f e r m e n t a c i ó n d e l m o s t o d e l a u v a .
C o n l o q u e r e s p e c t a a l o s a g u a r d i e n t e s d e s i d r a s y -
p e r a d a s , s e o b t i e n e n s e p a r a n d o p o r d e s t i l a c i ó n l o s a l c o
h o l e s d e l a s i d r a y p e r a d a ; e s t o s a l c o h o l e s s e a c o m p a ñ a n
d e é t e r e s y a c e i t e s a r o m á t i c o s q u e p e r f u m a n los aguar--
d i e n t e s y l e s d a n u n " b o u q u e t " e s p e c i a l .
P o r ú l t i m o p a r a e l c a s o d e a g u a r d i e n t e s d e f r u t a s , -
p a r a o b t e n e r l o s d e b u e n a c a l i d a d , e s n e c e s a r i o conocer -
l a r i q u e z a e n a z ú c a r d e l a s f r u t a s a s í c o m o l a a c i d e z —
d e l j u g o .
O t r a c l a s i f i c a c i ó n d e l o s a g u a r d i e n t e s podrá hacerse
e n f u n c i ó n d e l a c o n c e n t r a c i ó n d e a l c o h o l q u e presenten
y s e d e n o t a n e n l a t a b l a ( 1 ) .
F) Aguardientes de frutas.
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NOMBRE DE LOS ALCOHOLES GRADOS DENSIDAD
CENTECIMALES A 15 °C
Aguardiente débil 37.0 0.957Otro 41.0 0.991Otro 46.0 0.947
Aguardiente ordinario 50.0 0.935Otro 53.4 0.910
Aguardiente fuerte 59.0 0.916
Tres - cinco ( 3/5 ) 78.0 0.870Tres - seis ( 3/6 ) 85.0 0. b50
Tres - siete ( 3/7 ) 88.0 0.841Alcohol rectificado 89.0 0.837Tres - ocho ( 3/8 ) 92.0 0.828Alcohol a 40°C 96.0 0.813Alcohol absoluto 100.0 0.794( Tabla 1 Clasificación de los aguardientes )
A manera de ejemplificación tenemos que, se dá el —
nombre de 3/5 al espíritu de 78 grados centecimales, --
porque tomando 3 volúmenes de líquido y añadiendo 2 vo_
lúmenes üe agua, se obtendrán 5 volúmenes de aguardiente
15
A h o r a b i e n s i l a d e n s i d a d e s to m a d a a t e m p e r a t u r a —
d i f e r e n t e d e l a e s t a b l e c i d a en l a t a b l a , s e s u g i e r e t o —
m ar l a t a b l a ( 2 ) com o b a s e n a r a l a c o r r e c c i ó n d e l a —
d e n s id a d d e l m o s to s e g ú n s u t e m p e r a t u r a p a r a a s í t e n e r -
ol a d e n s i d a d r e a l a 15 G.
ordinario o de 50 grados centecimales.
TEMPERATURA( ° c )
P.C. TEMPERATURA( °c )
P.C.
10 - 0 . 6 21 1 .1
11 - 0 . 5 22 1 .3
12 - 0 . 4 23 1 .6
13 - 0 . 3 24 1 .8
14 - 0 . 2 25 2 .0
15
O•o
26 2 .3
16 0 .1 27 2 .6
17 0 . 3 28 2 .8
18 0 .5 29 3 .1
19 0 .7 30 3 .4
20 o . y
( Tabla 2 Corrección para densidades a diferentes
t e m p e r a t u r a s . )
16
E j e m p l o : S i s e m i d e l a d e n s i d a d e n u n a s o l u c i ó n q u e
s e e n c u e n t r a a u n a t e m p e r a t u r a d e 1 8 ° C y l a d e n s i d a d ------
m a r ca d a e s d e 1 . 0 6 5 , u t i l i z a n d o l a t a b l a ( 2 ) s e t e n d r á
q u e l a d e n s i d a d r e a l e s :
1 .0 6 5 + 0 .0 0 0 5 = 1 .0 6 5 5 a l p ° C .
Y s i p o r e l c o n t r a r i o l a t e m p e r a t u r a f u e r a d e 12°C!
l a d e n s i d a d a 1 5 ° C , s e r í a :
1 .0 6 5 - 0 .0 0 0 4 = 1 .0 6 4 6
17
CAPITULO III
B e b i d a s A l c o h ó l i c a s .
L a s b e b i d a s a l c o h ó l i c a s s o n p r o d u c t o d e l a f e r m e n t a
c i ó n d e c i e r t a s m a t e r i a s a z u c a r a d a s ; é s t a s e x i s t e n e n —
l o s f r u t o s y c i e r t a s r & í c e s d e g r a n n ú m e r o d e v e g e t a l e s
a l e s t a d o n a t u r a l , b a j o l a f o r m a d e g l u c o s a , f r u c t u o s a y
s a c a r o s a .
Eli o t r o s c a s o s l a m a t e r i a p r i m a n o e s u n a a z ú c a r -------
s i n o o t r o h i d r a t o d e c a r b o n o , e l c u a l s e t r a n s f o r m a e n -
a z ú c a r f e r a e n t a b l e p o r a l g ú n m é t o a o d e s a c a r i f i c a c i ó n —
c o m o l a h i d r ó l i s i s .
T o d a m a t e r i a p r i m a p a r a l a o b t e n c i ó n d e a l c o h o l n u n
c a s e e n c u e n t r a e n e s t a d o p u r o y a q u e n o r m a l m e n t e p r e -------
s e n t a a l g u n a s s u s t a n c i a s o r g á n i c a s y m i n e r a l e s t a l e s c o
m o c e l u l o s a , l i g n i n a s , m a t e r i a s n i t r o g e n a d a s , a g u a , ----------
s a l e s m i n e r a l e s e t c . , d e l a s q u e u n a p a r t e s e e n c u e n t r a
a ú n d e s p u é s d e l a f e r m e n t a c i ó n , m e z c l a d a c o n o t r o s c u e r -
INVESTIGACION BIBLIOGRAFICA
18
es extraer el alcohol de esta mezcla y ésto se logra --
mediante la destilación.
Para los fines de este trabajo es importante conocer
los métodos de obtención de aguardiente a partir de al—
gunas frutas y de esta manera se pueda diseñar un proce
so aplicable para la obtención de aguardiente a partir -
del plátano.
Se sabe que el jugo de frutas fermentado se puede —
destilar, y el aguardiente que se obtiene ueberá llevar
el nombre del fruto del que nrocede; ñor ejemplo de man
zana, cereza, ciruela, fresa, pera, grosella, etc.
De la calidad y cualidades de la fruta depende mucho
el sabor y aroma característico de la bebida.
A continuación se ilustran seis de los princinales -
métodos ae obtención de aguardiente:
1.- Aguardiente de manzana.
2.- Aguardiente de ñera.
3.- Aguardiente de grosella.
pos que se producen durante la misma. El objetivo final
19
4.- Aguardiente ae arándano.
5.- Aguardiente de fresa.
6.- Aguardiente de uva ( brandy )
1.- Aguardiente de manzana.- La materia prima em---
pleada nara este tipo de aguardiente debe tener un grado
de madurez adecuado por lo que no se enrolean manzanas de
cosecha temprana, ya que son ñoco apropiadas al elaborar
los zumos de manzana estos deben proporcionar entre 10 y
15 grados Brix aespués del prensado.
La nreofiracién de la materia prima comienza con un -
buen lavado rv ra después seleccionarla y llevarla a las
moledoras. El producto de este prensaao es un zumo oue -
aeberá ser azufrado inmediatamente usando anhídrido ---
sulfuroso o en su defecto pirosulfito de potasio para —
evitar que el producto fermentado se avinagre fácilmente
y a la vez se eviten alteraciones como la picadura lác—
tica y enturbia aento negro.
La fermentación del mosto se realiza emnleando leva
duras puras, oue en forma comercial la más comunmente —
empleada es la saccharomyces cerevisiae.
20
p r o d u c t o o b t e n i d o e s s o m e t i d o a u n p r o c e s o d e d e s t i l a -------
c i & i d e l c u a l s e e x t r a e e l a g u a r d i e n t e c o n s u s e a r a c t e —
Después de un tiempo determinado de fermentación el
r í s t i c a s p a r t i c u l a r e s . ( D i a g r a m a 1 ) K a n z a m a a Anhídrida
D i a g r a m a 9 * 1 O b t e m c i a m d e a g u a r d i e n t e d e m a n z a a a .
2 . - A g u a r d i e n t e d e p e r a . — L a s p e r a s u s a d a s e n l a -------
p r o d u c c i ó n d e a g u a r d i e n t e d e b e n r e u n i r c a r a c t e r í s t i c a s -
t a l e s c o m o t e n e r a c i d e z a l t a y s e r a b u n d a n t e s e n s u s t a n
c i a s t á n i c a s . C o m ú n m e n t e l a s r a e r á s s o n t r i t u r a d a s c o n —
c i e r t a c a n t i d a d d e m a n z a n a s l a s c u a l e s a j u s t a n l a a c i d e z
n e c e s a r i a n a r a e l a b o r a r u n a b u e n a b e b i d a .
Y a a c o n a i c l o n a d o e l m o s t o s e c o n t i n ú a c o n e l p r o c e s o
21
de fermentación, para ello, es necesario tratar el zumo
con u n a z u f r a d o i n t e n s o . E s b e n é f i c o n a r a e s t e tiuo d e -
a g u a r d i e n t e s q u e l a f e r m e n t a c i ó n s e r e a l i c e a b a ja s tem
p e r a t u r a s u t i l i z a n d o a l m ism o t i e m p o l e v a d u r a s q u e s e a n
a p l i c a d a s b a j o e s t a s c o n d i c i o n e s ; en e s t e c a s o , t a m b ié n
s e p u e d e u t i l i z a r l a l e v a d u r a s a c c h a r o m y c e s c e r e v i s i a e .
D e s p u é s d e e s t o s e l l e v a a c a b o l a d e s t i l a c i ó n . ( D i a -----
g ra m a 2 )
P e r a s Manza^a Z u m * A n h í d r i d a_ S u l f o r w s e
P r e p a r a c i ó s A c o n d i c i o d e M a t e r i a ------ » P r e n s a d » n a m i e n t o
P r i m a
Mosto
L e v a d u r a
E n v a s a d oD e s t i l a c i ó i t
i
i -F e r m e n t a c i ó n f i l t r a d *
D i a g r a m a N a 2 O b t e n c i ó n d e a g u a r d i e n t e d e p e r a
3 . - A g u a r d i e n t e d e g r o s e l l a . - L a g r o s e l l a e s u n a -----
f r u t a c o n b a j o c o n t e n i d o d e a z ú c a r ( 5 a 8 g r a d o s R r i x )
p e r o s u zum o t i e n e u n a a c i d e z e l e v a d a c u e en s u m a y o r ía
22
e s d e á c i d o c í t r i c o . P a r a d i s m i n u i r l a a c i d e z s e u t i l i z a
u n a s o l u c i ó n d e a z ú c a r q u e a s u v e z i n c r e m e n t a e l c o n t e
n i d o d e g r a a o s B r i x a e l m o s t o a t r a t a r , 1 e . f e r m e n t a c i ó n
s e r e a l i z a c o n s a c e h a r o m y c e s c e r e v i s i a e y l u e g o l a c o ------
r r e s p o n d í e n t e d e s t i l a c i ó n . ( D ia g r a m a 3 )
G r o s e l l a s s a l u c i ó n d ea z ú c a r - a g u a
‘ I
p r e p a r a c i ó nP r e n s a d *
Z ú a * A c o n d i c i o -n a m i e n t *is M a t e r i a
P r i m a
Destiladas!"
l ~ L e v a d u r a
D i a g r a m a l ía 3 O b t e n c i ó n d e a g u a r d i e n t e d e g r o s e l l a
4 . - A g u a r d i e n t e d e a r á n d a n o . - E l a r á n d a n o q u e e s u n a
f r u t a d e b a y a q u e p r o d u c e zum o c o n u n a a c i d e z n o s u n e -----
r i o r d e 9 a 1 2 g ra m o s c o r l i t r o . A e s t e zum o ta m b ié n e s
n e c e s a r i o h a c e r l e u n a c o r r e c c i ó n a g r e g á n d o l e u n a s o l u ------
c i ó n d e a z ú c a r .
E l zum o d e a r á n d a n o t i e n e l a c a r a c t e r í s t i c a d e q u e -
23
ee insuficiente en su contenido de sustancias nitrogena
das lo que afectan a las levaduras al no tener suficien
te cantidad de materia nutritiva ( nitrógeno ) tior lo —
que es necesario agregarle sales de amonio tales como —
sulfato amónico o fosfato amónico para que la fermenta—
ción sea activada. Luego se lleva a cabo la destilación
D i a g r a m a H® 4 O b t e n c i ó n d e a g u a r d i e n t e d e a r á n d a n o
5.- Aguardiente de fresa.- La fruta debe reunir ca—
racterísticas tries como la maourez óntima así como tam
bién completamente senas. La acidez de la fresa se en--
cuentra entre 7 a 9 gramos uor litro ñor lo que al igual
24
q u e l a a n t e r i o r h a y o u e a g r e g a r l e u n d e t e r m i n a d o v o lu m e n
d e s o l u c i ó n d e a z ú c a r . ( D ia g r a m a 5 )
j r e s i d u o s
D i a g r a m a N# 5 O b t e n c i á » d e a g u a r d i e n t e d e f r e s a
25
CAPITULO IV
DISEÑO DEL PROCEDIMIENTO DE OBTENCION DEL AGUARDIENTE
E n b a s e a l e s t u d i o b i b l i o g r á f i c o e x n u e s t o e n e l c a —
p í t u l o a n t e r i o r , s e s u g i e r e e l s i g u i e n t e d i a g r a m a g e n e —
r a l p a r a l a o b t e n c i ó n d e l a g u a r d i e n t e a p a r t i r d e p l á t a
n o .
P r e p a r a c i ó n
ele n a t e r i i p r im a
H SO,
Hidroliza-cion Filtraciór
Destilación ~e mentación Inoculación
>f>
Análisis dc2 aguardiente Envasado Pie de cuba
Ac end i- ciona - miento del nesto
(— Levad ur k-NII4H2I>04
" V a
Diagra".̂ propuesta ¿ ira la obtención de a¿u'rJi'nte : partir de plítaro.
26
Siendo el plátano un fruto que se produce en cual— .-
quier época del año, su oferta es satisfactoria tiara cu
brir la demanda nacional, llegando a ser también un pro
ducto de exportación importante. Sin embargo es también
una fruta altamente perecedera, ya que su etapa de madu
ración, después de la cosecha, no rebasa los 18 días. Lo
anterior representa un inconveniente considerando el --
tiempo que se utiliza para la transportación del mismo,
el almacenamiento tanto en las áreas de cultivo como en
las bodegas de distribución. Su aprovechamiento se ve —
también reducido en ocasiones por magullamiento al mane
jarlo, así como también por características propias, ya
que esta íruta pertenece a los llamados frutos climaté—
ricos cuyo proceso de respiración es rápido, involucran
do el desprendimiento de etileno, el cual es un factor -
que favorece a la maduración.
Como consecuencia ae lo anterior se originan mermas
del producto, provocando con esto que una parte de la —
producción quede como desperdicio oue no es aprovecha--
ble en el mercado para consumo humano, sino sólo como —
27
El objetivo de este trabajo es analizar una posible
forma de aprovechar de una manera práctica este desper—
dicio, de tal manera que se recupere parte de lo inver—
tido en la producción, transporte y manejo del plátano,
logrando a la vez reducir la contaminación que este pro
ducto pueda ocasionar.
El estudio que se llevó a cabo fue a nivel laborato
rio, cuyo proceso es mostrado en el diagrama 6.
alimento para ganado aunque en pequeña cantidad.
28
D ia g r a n a nu e n u e s t r a e l p r o c e s o l l e v a d o a n i v e l l a b o r a t o r io p a ra l a o b t e n c ió n de a g u a r d ie n t e a p i r t i r d e p la t a n o .
A c o n d ic io - _ . .»E x t r u c c io nn a m ie n t o
< E H Z >
J U L
H i d r ó l i s i s
R e g u la c ió n A d ic ió n de pH d e s a le s
G M ¿ >
IV
A c o n d ic io n a m ie n t o d e l
m o s to
y m
F i l t r a c i ó n
P r e p a r a c ió n
I n o c u la c ió n F e ruten t a c i ó i
p i e d e c u b a
l a . D e s t i l a c i ó n V Y XI
0 - 0 *2 a . D e s t i l a c i ó n
O b ten c ió n d e agua rd ie n te a part ir de p l a tano
D I A G R A M A N o . 6R O B E R T O PERALTA A LFA R O J E S U S REY Q U I L E S M O R A L E S JOSE LUIS R O D R I G U E Z H U E R T A
I P N E 5 1 Q I E
I.- Preparación de la materia unaa.
L a m a t e r i a p r i m a a e m p l e a r e s e l p l á t a n o t a b a s c o y -
e s t e d e b e a e t e n e r u n g r a d o d e m a d u r e z a d e c u a d o d e t a l -
m a n e r a q u e s e a p r o v e c h e n a l m á x i m o t o d o s l o s a z ú c a r e s —
f e r m e n t a b l e s a i s p o n i b l e s . E n b a s e a l o a n t e r i o r y d e --------
a c u e r d o a l a i n v e s t i g a c i ó n r e a l i z a d a s e d e t e r m i n ó q u e e l
g r a d o d e m a d u r e z ó p t i m o s e t i e n e e n a q u e l l o s p l á t a n o s —
c u y a c á s c a r a m u e s t r a u n c o l o r c a f é , a u n q u e s e - p u e d e n --------
u s a r a q u e l l o s q u e p r e s e n t a n s u s t a n c i a s d e c o n s i s t e n c i a -
m e l o s a , e v i t a n d o u s a r p l á t a n o s c o n i n d i c i o d e p u t r e f a --------
c c i ó n .
1 . - A c o n d i c i o n a m i e n t o d e l a m a t e r i a p r i m a .
L a p a r t e ú t i l d e l a f r u t a e s l a p u l p a ya q u e l a
c á s c a r a c o n s t i t u y e s o l o u n a ’ i a r t e p e q u e ñ a d e l c o n t e n i d o
t o t a l d e a z ú c a r e s f e r m e n t a b l e s y p u e a e a c t u a r c o m o f u e n
t e d e c o n t a m i n a ! i o n p o r m i c r o o r g a n i s m o s y f u n g i c i d a s . S u
e l i m i n a c i ó n s e a e b e r á r e a l i z a r e n f o r m a m a n u a l .
L a p u l p a e s m e z c l a d a c o n a g u a d e s t i l a d a , e n r a z ó n d e
a u e e l f r u t o e e d e u n a c o n s i s t e n c i a m u y v i s c o s a , p o d r í a
29
d e c i r s e c a s i s e c a y e s t o a f e c t a r í a l a e f e c t i v i d a d d e l a
h i d r ó l i s i s .
2.- Extracción.
En primera instancia este paso se trató de rea—
lizar manualmente, pero el zumo obtenido era demasiado -
heterogéneo, presentando problemas para su manejo así —
como para la hidrólisis y la filtración, por lo que se -
procedió a emplear en definitiva un medio mecánico, en -
este caso una licuadora, obten:endo con ello un zumo ---
bastante homogéneo.
II.- Hidrólisis.
El procedimiento de hidrólisis que se llevó a cabo -
en el laboratorio consistió en agregar a muestras dife—
rentes de 250 mi de un mismo lote ácido sulfúrico y áci
do clorhídrico a una misma concentración, con la finali
dad de determinar cual de estos atacaba con mayor efec—
tividad los carbohidratos remanentes que no llegaron a -
convertirse en azúcares fermentables durante la madura—
30
ción natural áel plátano, variándose simultáneamente la
relación plátano-agua. Los resultados obtenidos de los -
experimentos, tanto para el ácido sulfúrico y el ácido -
clorhídrico son mostrados tanto en la tabla 1 y gráfica
1 .
Con lo anterior se pudo observar que la hidrólisis -
de carbohidratos dió mejores resultados empleando ácido
sulfúrico a una concentración aproximadamente de 1 % en
peso, y una relación plátano-agua de 50-50 en peso y no
la relación 60-40 debido a los problemas que se presen—
tan en la filtración. Para mayor visualización de lo ---
mismo ver la gráfica 2 .
Otra variable a determinar fue la cantidad de ácido
sulfúrico al 35?» en peso que se deberá agregar a l a ----
muestra para así obtener una concentración entre 18 y —
20 grados B n x , la cual se tomó como base óptima después
de investigaciones en bibliografía especializada , por
no presentar un exceso o un faltante de azucares para —
obtener una buena fermentación . La experimentación lle
vada a cabo arrojó como resultado la gráfica 3 • ( Cabe
31
Solución Platano-Agua % w 70 w
Concentración- de HoS 04
% w
°3 r ix ob ten idos con H? SQ ¡
Concentración de HCI
°/o w
°3 r ixobten idos con HCI
6 0 %
P la t a n o♦
4 0 %
h 2 o
5 8 . 3 5 6 .9
1 5 • 1 3 .4 1 5 1 2 .5
2 5 1 7 .6 2 5 1 4 .3
3 5 2 1 .3 3 5 1 6 .2
5 0 %
P la t a n o
■f
5 0 %
h 2 o
5 7 .0 5 5 .6
1 5 1 2 .3 1 5 11 .5
2 5 1 6 .0 2 5 1 3 .0
3 5 2 0 . 8 3 5 1 5 .7
4 0 %
P l a t a n o
♦
6 0 %
h 2 o
5 5 .6 5 5 .0
1 5 1 0 .9 1 5 9 .8
2 5 1 4 .1 2 5 11.1
3 5 1 9 .6 3 5 1 4 .3
Tabla de resultados experimentales obtenidos con e l Acido Su lfú rico y Ácido C lo rh íd rico a diferentes concentraciones y con diferentes re ía - clones de plátano - agua.
O b te n c ió n d e a g u a rd ie n te a p artir de p lá t a n o
T A B L A N o . 1
R o b e r t o p e r a l t a a l f a r o
J E S U S R E Y Q U I L E S M O R A L E S
J O S E L U I S R O D R I G U E Z H U E R T A
I P N E S I Q I E
’ B r ¡ x
original
G ráfica que muestra e l comportamiento d e l ácido su lfú rico y e l ácido c lo r
h ídrico a d iferen tes concentraciones y en d iferen tes relaciones de platano agua.
O btención d e a g u a rd ie n te a partir de p l á t a n o
G R A F I C A N o . 1
R O B E R T O P E R A L T A A L F A R O ~
J E S U S R E Y Q U I L E S M O R A L E S
J O S E L U I S R O D R I G U E Z H U E R T A __________
I P N E 5 I Q I E
Concentrad o'n HjSQ, 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0
° B n x 7 .0 9 .6 1 2 .2 1 4 .3 1 6 . 2 1 7 .6 2 0 .9 2 2 .3
15--
1 O - -
Concentración - | - ^ 5 0 4 °/ o w
5 10 15 20 25 30 35 40 ,Gráfica pir3 Je te rrin rr la concentración adecuada del ?cidc Sulfúrico necesario para hidrolizar una nezclJ platano-agu? 1:1
Obtención de agu ard ien te a partir de plebano
G R A F I C A N o . 2
R O B E R T O P E R A L T A A L F A R O “
J E 5 U S R E Y Q U I L E S M O R A L E S
J O S E L U I S R O D R I G U E Z H U E R T A
I P N E 5 t Q I E
Volumen de muestra
V o lum en H iSO - (m i) 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0
° Brix 1 1 6 1 4 .8 1 7 .0 1 9 .1 2 0 . 8
**}CMCM
2 4 .1 2 5 . 6
“Brix
Volumen HzSOt (mi)
Gráfica que muestra e l comportamiento de l ácido su lfú rico a pna concentración de l 35 % en peso y con d iferentes volúmenes.
Qbtencicfn d e a g u a rd ie n te a p artir d e p lá ta n o
G R A F I C A N o . 3
R O B E R T O P E R A L T A A L F A R O -
J E S U S R E Y Q U I L E S M O R A L E S
J O S E L U I S R O D R I G U E Z H U E R T A
I P N E 5 I Q I E
los gramos de azúcar disueltos en 100 mililitros de ----
agua. Como ejemplo podemos decir que 20 grados Brix m —
dican que están di sueltos 20 gramos de azúcar en 100 mi
lilitros de agua. ).
Otros parámetros que influyen en la eficiencia de la
hidrólisis, aparte de la concentración ae ácido antes —
determinada, son la temperatura y el tiemno de hidróli—
sis. Recuérdese que la temperatura afecta a la velocidad
de reacción y al punto de equilibrio , -provocando con -
esto que cualquier temperatura mayor o menor que la ade
cuada afecte las características de los azúcares oue se
producen; en cuanto al tiempo, debe tenerse presente que
si el tiempo no es suficiente, la reacción de hidrólisis
no se realiza completamente y si el tiempo es grande, el
aumento de azúcares no rebasa un máximo.
Para ello fué necesario preparar varias muestras, en
las que ya trabajando con la concentración y cantidad de
ácido sulfúrico y la relación plátano-agua óntimos, se -
variaron simultáneamente tanto la temperatura como el —
aclarar que los grados Brix son una relación que indican
32
tiempo de hidrólisis. Los resultados se tienen en la ---
gráfica 4, de la cual se puede observar que el tiempo de
hidrólisis adecuado puede ser de 30 minutos con una tem
peratura de 80°C o 40 minutos con una temperatura de ---
60°C que son los parámetros que proporcionan los grados
Brix adecuados para una buena fermentación.
III.- Filtración.
Este paso consiste en separar la pulpa sobrante para
obtener un filtrado; lo cual se realiza previo enfria___
miento del mosto.- Para filtrar se utiliza, entre otros
medios, una centrifugadora o medios filtrantes tales co
mo; filtración al vacío, mallas, telas de algodón, etc.
El filtrado es recibido en un recipiente de vidrio -
para los siguientes tratamientos.
IV.- Acondicionamiento del mosto.
Con el fin de que la levadura tenga un medio de de—
33
'■ p 6 0 , í L
Tiemao( mm) 1 5 3 0 4 0 1 5 3 0 4 0 1 5 3 0 4 0
° Brix1 6 .8 1 7 .6 1 8 1 1 7 .5 1 8 .2 1 8 .8 1 8 . 3 1 8 .9 1 9 .2
Gráfica que muestra como afecta la temperatura y/o el tiempo en el desarrollo de la Hidrólisis.
Obtencio'n d e agu ard ien te a p a r t ^ j j e p l d t a n o
G R A F I C A N o . 4
R O B E R T O P E R A L T A A L F A R OJ E S U S R E Y Q U I L E S M O R A L E SJ O S E L U I S R O D R I G U E Z H U E R T A ________
I P N E 5 I Q I E
sarrollo adecuado es necesario que el medio de inóculo -
contenga los nutrientes necesarios ( sustancias nitroge
nadas ) así como un pH ( grado de alcalinidad o acidez -
que presenta un sistema ) que esté entre 4 y 5 .
1.- Adición de sales.
Para llegar a las condiciones antes señaladas, a
la muestra se le agregaron sales de amonio, suministran
do 0.5 gramos de sulfato de amonio y 0.25 gramos de fos
fato diácido de amonio por cada 100 mililitros de solu—
ción filtrada.
2.- Regulación de pH.
Para obtener el pH indicado, es necesario agre—
garle a la muestra una cantidad de lechada de cal ( so—
lución de hidróxido de calcio ) hasta obtener el pH ade
cuado.
3.- Esterilización.
Siendo el filtrado de plátano, un medio propicio
para el desarrollo de microorganismos, ya que permite su
crecimiento y proliferación debido a que presenta un pH
34
ácido, es necesario someterlo a una operación de esteri
lización, que en nuestro caso se llevó a cabo mediante -
un tratamiento térmico, consistente en calentar a ebu— —
Ilición la muestra durante 5 minutos seguido de un súbi
to enfriamiento, con lo cual se logra eliminar los mi---
croorganismos.
V.- Inoculación.
La inoculación es la introducción de un microorga---
nismo específico a un medio de cultivo. Para fines de —
este trabajo, el microorganismo que se utilizó fué una -
levadura seca y activa, cuyo nombre es saccharomyces ---
cerevisiae.
1.- Preparación del pie de cuba.
El medio de cultivo fué una solución de azúcar,
que conjuntamente con la levadura, forman el llamado pie
de cuba con una concentración en grados Brix aproximada
mente igual a la que presenta la muestra. El volumen co
rrespondiente de pie de cuba, así como la cantidad ópti
35
ma de levadura a utilizar, se determino experimentalmen
te trabajando con distintas cantidades de levadura, en -
muestras de solución de plátano ( ya hidrolizadas ). Es
tos resultados se presentan en la gráfica 5, de la cual
se puede observar que la cantidad de levadura a utilizar
deberá ser de 1 gramo por cada 200 mililitros de pie de
cuba, ya que con esta cantidad se reducen a un máximo —
los grados Brix, que es la finalidad de una buena fer---
mentación alcohólica.
Con lo que respecta al volumen del pie de cuba y el
resultado anterior se procedió a trabajar con diferentes
volúmenes de solución de azúcar, llegando a la formación
de la gráfica 6 .
En esta gráfica se nuede observar que el volumen ---
adecuado corresponde al 25/ó del volumen total de l a ----
muestra, este resultado se obtuvo observando que un ----
aumento del pie de cuba represente una disminución con—
siderable de los grados Brix, hasta llegar un momento en
el cual el aumento uel voluuien de m e de cuba casi no —
afecta la disminución de los grados Brix, ñor lo oue se
36
Levadura ( gr ) 0 .0 0 .5 1 .0 1 .25 1 .5 2 .0 3 .0 4 .0 j
° B r i x F inales 1 8 16 1 4 .4 1 4 .3 1 4 .7 15.1 1 5 .7 1 5 . 8 1
° Bnx
O 10 2 0 3 0 4 0
Gráfica que muestra c o b o afecta la castidad de levadura rrollo de la Fermentación.
Obtencio'n de ag u ard ien te «a partir de p la tan o
G R A F I C A N o . 5
R O B E R T O P E R A L T A A L F A R O J E S U S R E Y Q U I L E S M O R A L E S J O S E L U I S R O D R I G U E Z H U E R T A
°/o de Soiucion de Azúcar a "IgPBrix 5 1 0 15 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0
° B n x finales 1 3 .2 11.7 1 0 . 1 8 .5 7 .6 7 .3 7 .2 7 .0
°Brix finales
Gráfica que muestra la forrea en que veneficia la utilización de un pie de cuba así como la del volumen máximo a u tilizar.
Qbtencio'n de aguard ien te a partir de pl á tano
G R A F I C A N o . 6
ROBERTO PERALTA ALFARO JESUS REY QUILES M O R A L E S JOSE LUIS RODRIGUEZ HUERTA
I P N E S I Q I E
determinó el volumen óutimo antes mencionado.
VI.- Fermentación.
Después de haber efectuado la inoculación en forma -
continua, la muestra empieza s presentar un desprendí---
miento de -pequeñas burbujas de dióxido de carbono; este
desprendimiento es la manifestación externa del proceso
de " fermentación Cabe mencionar que este es un Tiro—
ceso metabólico que implica la descomposición de hidra—
tos de carbono en la ausencia de oxígeno o sea, un uro—
ceso anaeróbico; por tal motivo fué necesario oue a ----
nuestro sistema experimental se le acondicionara este —
medio. Esto fué -posible meai&nte la utilización de una -
cuba hidroneumática, aunque puede existir otro medio -pa
ra cumplir con este objetivo.
Durante el desarrollo ex-Derimental de la fermenta---
ción se trabajó í diferentes temieraturas, las cuales —
estuvieron com-prenaiaas entre la temperatura del medio -
ambiente ( aproximadamente 20°C ) hasta 32°C, que es ---
37
Se nace mención que la temperatura que ofreció mayor
tiempo de fermentación fué la correspondiente a la de la
temperatura ambiente ya que duró aproximadamente 96 ho—
ras C 4 dias ), lo que no sucedió con temperaturas supe
riores a la del medio ambiente ya que se alcanzó un ----
tiempo de 36 horas que corresponde a 25°C.
En base a los resultados anteriores se pensó que ---
probablemente a una temperatura menor a la del medio ---
ambiente podría dar como resultado un incremento en el -
tiempo de fermentación, por lo que se trabajó a tempera
turas inferiores a la del ambiente, dando como resultado
un decremento en el tiempo de fermentación. Por consi---
guiente, la temperatura óptima a utilizar será la com---
prendida entre 18 y 22 grados centígrados que es el ran
go aproximado de la temperatura ambiente.
VII.— Destilación.
La destilación es una operación unitaria m d i s p e n s a -
rango de temperaturas favorables a la fermentación .
38
ble en la fabricación de bebidas alcohólicas, tales como
ron, whisky, brandy, aguardiente, ginebra y licores, ya.
que consiste en la separación de los elementos de una —
mezcla líquida por la valorización parcial de la misma y
la recuperación de vapores por medio de condensación.
Esta operación unitaria toma en cuenta las tempera—
turas de ebullición de los elementos en forma pura, para
así conocer el rango de tearoeratura al cual trabajará el
sistema a destilar. Para nuestro caso se requiere un ---
rango de temperatura entre 55 y 90 grados centígrados —
para la primera destilación, haciendo notar que para la
obtención de bebidas alcohólicas con una concentración -
de grados " Gay-Lussac " mayor de 32, es necesario prac
ticar una segunda destilación; en este caso caen los ---
aguardientes.
Esta segunda destilación da como resultado tres ----
fracciones de productos llamadas:
a) Cabezas
b) Corazón
c) Colas
39
a) Cabezas.- Estas consisten en el conaensaao que se
recibe cur,náo la temperatura ae ebullición del sistema,
es inferior a los 70°G, ya que a esta temperatura se es
tarán destilando las sustancias más volátiles como oue—
aen ser algunos aldehidos y esteres que puedan existir,
aunque también se llega a arrastrar un poco de alcohol -
etílico, lo cual se puede comprobar observando que las -
cabezas presentan un grado alcohólico muy bajo.
b) Corazón.- Esta parte de la destilación es la más
importante y 1 más larga ya. que ce tróbaja con un rango
ae temperatura de 70 a t¡2 greaos centígrados y es e n ---
donde se obtiene casi únicamente alcohol etílico mezcla
do con agua así como también pequeñas porciones de alco
holes superiores, esteres, aldehidos, ácidos orgánicos -
( tartárico, acético, succínico ) y aceites esenciales -
que, como f’nxerior.nente se ha necho notar cue la aesti—
lación no se eiectúa en una forna rigurota, son las sus
tancias que dan al aguardiente sus car cterísticas espe
cíficas.
c) Coles.- Es aquel aeetilído que se recoge cuando -
40
la temperatura del sistema está en un rango de tempera—
tura de tí2 a 92 grados centígrados y tiene un grado al—
cohólico muy bajo, además de un incremento de la concen
tración de alcoholes superiores, aceites esenciales, ---
ácidos orgánicos. Este producto no es recomendable, por
lo que se desecha al igual que el residuo del destilado
( que en su mayoría es agua ); también las cabezas se —
desechan por presentar un grado alcohólico muy bajo.
VIII.- Análisis del aguardiente.
Para verificar que el aguardiente obtenido a partir
de cualquier proceso puede ser ingerible, es necesario -
que se le practiquen algunos análisis y cuyos resultados
deben cumplir con las especificaciones establecidas por
la Dirección General de Normas de la Secretaría de Co---
mercio y Fomento Industrial.
41
NORMA OBJETIVO
N0M-V-5-S-1980
NOM-V- 6 - I 9 8 3
NOM-V-13-S-19bO
NUM-V-14-S-19ÜO
Esta norma establece el méto
do para la determinación de ás
teres y aldehidos en bebidas —
alcohólicas destiladas.
Esta norma oficial mexicana -
establece el método para deter
minar el contenido de azúcares
reductores directos y totales -
en las bebidas alcohólicas.
Esta norma oficial mexicana -
establece el método para la de
terminación del por ciento de -
alcohol en volumen en la escala
" Gay-Lussac " a 288°K ( 15°G )
en bebidas alcohólicas destila
das.
Esta norma oficial mexicana -
establece el métoao para la de-
42
N0M-V-15-S-1980
N0M-V-16-S-19&0
N0M-V-17-S-19Ó1
terminación de alcoholes supe—
riores ( aceite de fúsel ) en -
bebidas alcohólicas destiladas.
Esta norma oficial mexicana -
establece el método para deter
minar la acidez fija, así como
el cálculo de la acidez volátil
en bebidas alcohólicas destila
das.
Eata norma oficial mexicana -
establece el método para la de
terminación de la acidez total
en bebidas alcohólicas destila
das, expresada en ácido acético
y referida a 100 cm^ de alcohol
anhidro.
Esta norma oficial mexicana -
establece el método para la de
terminación del extracto seco y
cenizas en bebidas alcohólicas.
43
N0M-V-21-S-19&0 Esta norma oficial mexicana -
establece el método para la de
terminación de metanol en bebi
das alcohólicas destiladas.
Como se podrá observar la mayoría de los análisis —
antes mencionados consisten en determinar la cantidad de
sustancias tóxicas que se encuentran en las bebidas al—
cohólicas y debido a que en estas normas no se establece
un rango, es necesario basarnos en los análisis de las -
bebidas ya existentes en el mercado, para que así, com—
parándolo con el realizado al aguardiente de plátano y -
si estos resultados son menores o iguales el aguardiente
podrá ser ingerible y si por el contrario los resultados
de algunos de ellos es mayor el aguardiente no podrá ser
ingerible.
los resultados obtenidos en estos análisis se mués—
tran en la siguiente tabla y se comparan con los análi—
sis realizados a un tequila comercial así como a un mez
cal, elaborados estos últimos análisis rcor la Dirección
General de Normas.
44
ANALISIS DEL PRODUCTO
ESTERESmg acetato de etilo_____100 cm^ alcohol anhidro
ALDEHIDOSmg acetaldehido_________
100 cm^ alcohol anhidro
AZUCARES REDUCTORES TOTALES gr/100 em^
°GAY - LUSSAC
ALCOHOLES SUPERIORES mg aceite fúsel 100 cm^ muestra
ACIDEZ TOTALmg ácido acético________100 em"̂ alcohol anhidro
ACIDEZ FIJAmg ácido acético________100 cr alcohol anhidro
EXTRACTO SECO gr / 1
CENIZASm g / l
CONCEPTO AGUARDIENTE TEQUILA
6 6 . 2 8 6 8 75.1808
1.5789 10.7267
0.03
43 43
0.0975 0.097
19* 3214 24.286
1.9321 5.397
0.12 0.147
0.021 0.005
185
8.3
0.0065
45
0.071
130
6.5
0.135
MEZCAL
0.035
45
CAPITULO V
RESULTADOS
En este capítulo se presentan en forma simplificada
los resultados que se obtuvieron del diseño del procedi
miento de obtención de aguardiente a nartir de plátano.
Estos resultados son los siguientes:
Plátano a utilizar: Tabasco.
Relación plátano-agua: 50-50 en peso.
Para la hidrólisis se ocupa: Aciao sulfúrico al 35/» W
Relación de ácido sulfúrico:
Ib mi HgSO^ al 35;° "T " f
200 gr sol n
Tiempos y temperaturas factibles para la hidrólisis:
30 m m con S0°C o 40 rain con 60°C
Relación de nuxne n t e s :
0.5 gr de sulfato de amonioI100 mi de sol n
46
0.25 gr de fosfato diácido de amoniot
100 mi de sol n
Para la neutralización se utiliza:
Lechada de hidróxido de calcio.
Relación de lechada de Ca( OH )^:
______14 gr lechada_______I200 mi de sol n filtrada
Para la fermentación se utiliza un m e de cuba el —
cual deberá ser el 25c/° de la solución a fermentar.
Forma de tireiiarar el pie de cuba:
Se prepara disolviendo azúcar en agua hasta obtener
la concentración de grados Brix que presenta la solución
a fermentar.
Al pie de cuba se le agregará como iniciador de la fer—
mentación una levadura del tino:
Saccharomyces eerevisiae
Relación de levadura:
0.5 gr de levadura 100 mi de pie de cuba
47
C A P I T U L O V I
D ie g ra n a d e b lo q u e s d e l p ro c e s o p a ra l a o b te n c ió n d e a g u a rd ie n te
a p a r t i r d e P lá t a n a
Obtención de aguardiente a partir de plátanoD I A G R A M A N o . 7
R O B E R T O P E R A L T A A L F A R O
J E S U S R E Y Q U I L E S M O R A L E S
J O S E L U I S R O D R I G U E Z H U E R T A ____________
I P N E S I Q I E
CAPITULO VI
El estudio económico desarrollado en este capítulo,
consiste en determinar el precio final uor litro que ---
tendría la nroaucción de aguardiente a rssrtir de pláta—
no, considerando los costos unitarios de materia prima,
reactivos y servicios empleados en su obtención.
Lo anterior se realizará en base al balance de mate
ria y energía, cuyos resultados obtenidos serán afecta—
dos por los costos ya mencionados y que se encontraban -
vigentes en septiembre de 19Ó4.
Balance de materia.
Considerando una base ae cálculo se tiene:
Base de cálculo 100 Kg de plátano.
PUNTO 1Se determinó que el neso de la cáscara equivale
a un 15'« del neso total de lf fruta r>or lo aue:
CONSIDERACIONES ECONOMICAS
W plátano limr>io= 100 Kg ( 1 - 0.15 )= &5 Kg
48
ENTRADA 1 y 1La relación nlátano-agua en la m^ceración
es 1:1 en tieso, por lo que el neso de la solución nláta-
no-agua es:
W ( olátano-agua )= W sol n= 85 Kg nlátano + Ü5 Kg agua
ENTRADA 2Corresponde a la cantidad de ácido sulfúrico
al 35jó en peso a agregar a lo solución nlát'ino-agua. De
tablas se obtiene el valor de la densidad a esa concen—
tración; utilizando 1; cantidad determinada exnerimen---
talmente en laboratorio, ñor lo que:
= 170 Kg sol n
Hidrolización
w h 2 s o 4= X -36 gr/ml ( _________ 18 mi__________)I
200 gr sol n plátano
= 24.48 gr/200 gr sol n ni-tano
W 24.4» Kg H 2S04 = 0.1224 Kg H 2S04f
200 Kg sol n plátano Kg sol n nlátano
49
W = 0.1224 Kg H„S0. (170 Kg sol n nlátano)H2 4 ¿ 4____________
(reai) ^g sol n nlátano
= 20.808 Kg H 2S04 al 35$ W
De lo anterior el peso total en el hidrolizador es:
» »W sol n hidrolizada= 170Kg sol n plátano+20.806Kg HgSO^
= 190.806 Kg sol n hidrolizada
PUNTO 4De acuerdo a la experimentación en el laborato—
rio se determinó que el 20$ de la solución al entrar al
filtro consiste en la pulpa o bagazo que no es útil, ñor
lo que:
teóricamente
W ,trn¿ 0= 190.806 Kg sol n hidrolizada ( 0.8 )
= 152.645 Kg con 19 grados Brix.
W , = 190.806 Kg sol n hidrolizada ( 0.2 )bagazo
= 38.261 Kg
Experimentalmente se determinó que el bagazo queda -
húmedo aproximadamente con un 10?» de la solución hidro—
50
W sol» retenida= 38’261 < “-1 > o»1 '»en el bagazo
= 3.826 K g sol n
W — V — w ifiltrado real filtrado teórico sol n retenida
en el bagazo
= 152.645 - 3.826
= 148.819 Kg
Ahora es necesario conocer el volumen del peso ante
rior por lo que a partir de tablas de densidad en fun---
ción del contenido de grados Brix, se determinó la co---
rrespondiente a nuestra solución.
19°Brix= 1 *0b3 Kg/ L
V sol 'n hidrolizada= -W ^ r e a l' & 19°Brix
= 148.819 Kg 1.083 Kg/L
= 137.4135 L sol'n a 19
grados Brix
lizada por lo que:
51
Para el acondicionamiento del mosto se agre—
gan sales ( sulfato de amonio y fosfato diácido de amo—
nio ).
ENTRADA 4
SiVV sulfato de amonio= ° * 5 sr/10° ml s o 1 n
VV fosfato diácido= ° * 2 5 gr/10° ml S0l'n flltrada de amonio
W „„ . ,= 0.5 KS ( 137.4135 L )sulfato real ----------- 7—*2---------1 0 0 1 sol n filtrada
= 0 . 6 8 7 1 Kg ( N H 4 )2 S0 4
W = 0.25 Kg ( 137.4135 L )fosfato aiacido ----------- ;-- **-------, 100 L sol n filtradareal
= 0.3435 Kg NH 4 H 2 P0 4
Regulación del nH.
Exuerimentalmente se obtuvo aue la lechada de cal se
deberá de prenarar con la siguiente relación:
4 gr de hidróxido de calcio 1 0 gr agua
por lo tanto 4 gr de hidróxiao de calcio más los 10 p-r
52
de agua nos dan los 14 gr de lechada oue se deberán de -
agregar a cada 200 ml de solución filtrada.
Tjor lo tanto
* L o b a t o r e a f ---- 7 K S <137.4135 1 sol n>100 L sol n filtrada
= 9.6189 Kg lechada
por lo tanto
W _ „= 148.819 Kg sol n + 0.6871 Kg sulfatototal en 5filtrada de amonio
+ 0.3435 Kg fosfato diácido de amonio
+ 9.6189 Kg lechada
= 159.4684 Kg de mosto acondicionado
CORRIENTE 6 ( que se refiere al nuevo filtrado )
Se obtuvo que el filtro retiene el 95^ de la
cal seca y aue su humectad ( correspondiente a la de la -
solución líquida ) es el 50>, por lo tanto:
W n = 9.6189 Kg lechada ( 4 Kg cal seca )cal seca ----2----------, , 14 Kg lechadaen la lechaaa
= 2.7482 Kg cal seca
53
* cal seca retenida" 2 - 7 4 S 2 K« < « < ° - 9 5 >en el filtro
= 2.6108 Kg cal seca
W w . , , , , = 2.6108 Kg ( 0.5 )liquido retenido con la cal seca
= 1.3054 Kg, líquido
por lo tanto
W , 159-4684 Kg mosto acondicionado - 2.6108 Kg cal00X3. -L, secaen 6
- 1.3054 Kg líquido retenido
= 155.5522 Kg mosto con l 8 °Brix
Esta concentración de grados Brix se ve reducida de
bido a la cantidad de agua agregada en la lechada.
Por lo tanto para una solución con l 8 ° B n x de tablas
se obtuvo:
f lH 0 o = 1.079 Kg/L y a 18 Brix
V . . , , . W total en 6total de mosto en 6 — z------------a l 8 ° B n x
= 155.5522 Kg 1.079 Kg/L
54
V in¿cu^ 0= 144.1632 L de mosto ( 0.25 )
= 36.040 L a l 8 °Brix
W . , , = V inóculo { / a l8 °Brix )inóculo
= 36.040 L ( 1.079 Kg/L )
= 3 8 . 8 8 8 Kg de inóculo
Para poder prenarar el tiie de cuba se requiere de
azúcar adicional, ñor lo tanto:
W , , = W <• , ( W azúcar )azúcar adicional inoculo --------------------W agua + VI azúcar
= 3 8 . 8 8 8 ( 18 )1 0 0 + 18
= 5.9320 Kg azúcar adicional
Peso de levadura
SiW , , = 0.5 Kg levaduralevadura ------u-----------
100 L inóculo
= 144.1632 L mosto
CORRIENTE ó'Pie de cuba ( inóculo )
por lo tanto
w ,= 0 . 5 KíC levadura ( 3 8 . 8 0 8 L )levadura real --------------- —1 0 0 L inoculo
= 0.1844 Kg levadura
CORRIENTE 7
w = 155.5522 Kg mosto + 3» . 8 8 8 Kg inóculototal en 7
+ 0.1944 Kg levadura 1
= 194.6346 Kg sol n a fermentar
Tomando en cuenta la reacción de fermentación tene
mos:
C6H1206 leV^d--g» 2 CgH^OH + 2 C02
(180 Kg) (92 Kg) ( 8 8 Kg)
Para determinar la cantidad de azúcar a reaccionar
se tiene:
W , = ( W total en 7 - W levadura )azúcar t
( Kg azúcar en sol n )»100 + Kg azúcar en sol n
»= ( 194.6346 - 0.1944 ) Kg sol n a
f ermentar
( 18 Kg azúcar )I
118 Kg sol n a fermentar
56
de lo cual se pueae observar que la reacción no se llevó
a cabo al 100?s>, por lo que es necesario determinar la —
cantidad de azúcar no reaccionada, por lo tanto:
/■ oW , = W azúcar total x Brix finalesazúcar no reaccionada ------------------oBrix iniciales
= 29.6603 Kg azúcar ( 7 ° B n x )
l8°Brix iniciales finales
= 11.5345 Kg azúcar no reaccionada
Ahora
VY , , = W azúcar total - W azúcar noazúcar reaccionadareacción?da
= 29.6603 Kg - 11.5345 Kg
= 10.1258 K f, azúcar reaccionada
De acuerdo a la reacción, la cantidad de alcohol ob
tenido es:
= 29.6603 Kg azúcar total
Después de la fermentación los grfüos Brix bajan a 7
\Y , , = >/ azúcar reaccionada ( 92 Kg alcohol )alcohol nuro “---------180 Kg azúcar
57
= 18.1258 Kg azúcar ( 92 Kg alcohol )100 Kg f.zúcar
= 9.2642 Kg alcohol puro
, = W azúcar reaccionada ( 88 Kg C0_ )do 2180 Kg azúcar
= 10.1258 Kg azúcar ( 88 Kg C02 )
100 Kg azúcar
= 8.8615 Kg C02 desprendido
194.6346 Kg - 0.8615 Kg
185.7731 Kg sol nalcohólica
Midiendo la densidad de esta solución con un densí—
metro se obtuvo que:
sol n alcohólica' 1.05 Kg/L
total sol n alcohólica W total desnués de fermentación
sol n alcohólica
185.7731 Kg1.05 Kg/L
176.92 L de sol n
58
En la destilación exnermentalmente se obtu
vo oue:
-i ■ , ' destilación^ n n12o0 ml de sol n ------- — ■----^ 100 ml aguardientealcohólica con 72°G.L.
por lo tanto el volumen total real del aguardiente es:
IV , = V total sol n ( 100 L aguardiente )aguardiente 1--------------
alcohólica 12Ü0 L sol n alcohólicaf
= 176.92 L sol n ( 100 L aguardiente )talconólica 1280 L sol n alcohólica
r- o= 13.822 L aguardiente con 72 G.L.
COMIENTE 9
Ajustando los grados Gay-Lussac al valor comercial -
de los aguardientes, correspondiente a 43°Cr.L., se tiene
V = V oreal final aguardiente a 43 " . L .
V , „ -,= V aguardiente con 72°G.L. ( 72 °G.Tj. )real final D --------4 3 °G .L .
= 13 .b22 L ( 7 2 ° G .L . )
43°<J.L.o= 23*143o L aguardiente con 43 G.L.
59
u c;e 'jlo2 «os Jel rr ,crzc pir* Ii obtención Ce ujjc.r »*ent *a ^ J r t i r v.«a r i r t x n o .
riát.ro
TABLA DE RESULTADOS DEL BAUTÍCE DE BATERIA
CONCEPTO CANTIDAD( Kg )
Plátano 100
H2S04 al 35<¡í 20.808
( NH4 )2S04 0.6871
NH4H 2P04 0.3435
Ca( OH ) 2.7482
Azúcar 5.9320
Levadura 0,1944
Balance de calor.
1.- Se requerirá calentar nara la hidrólisis --------
190.806 Kg de solución de plátano desde una teraneratura
de 25°C a 80°C, donde la canPcidad calorífica ( Ct> ) de
la solución determinada extienmentalmente es 0.893 Kcalo
Kg C
Q^= m Cp AT
= 190.806 Kg x 0.893 Kcal/Kg °C ( 80 - 25 )°C
60
= 9371.44 Kcal
para el calentamiento a 60 C el calor suministrado es:
Q = 190.806 Kg x 0.893 Kcal/Kg °C ( 60 - 25 )°C
= 5963.6415 Kcal
como el calor suministrado en la hidrólisis es menor a -
una temperatura de 60°G, esta será la que se utilice con
un tiempo de 40 min.
2.- Se requiere calentar para la esterilización ----
155.4684 Kg de mosto desde una temperatura de 25°C a ---
90°C, este mosto tiene una ea-oacidad calorífica ( Cp ) -
determinada experimentalmente de 0.98 Kcal/Kg °C
Q = m Cp A T
= 155.4684 Kg x 0.98 Kcal ( 90 - 25 )°CKg °C
= 9903.337 Kcal
3.- Para realizar una esterilización completa y co—
rrecta, la solución anterior se debe de enfriar súbita—
mente hasta la temperatura del medio ambiente ( 25°G )
Qy= m Gp A T
61
Plá ntá piloto
Obtención de aguardiente d partir de plátanoD I A G R A M A N o . 9
ROBERTO PERALTA ALFAROJESUS REY QUILES MORALESJOSE LUIS RODRIGUEZ HUERTA______
I P N E 5 I Q I E
= 155.4684 Kg x 0.98 Kcal ( 2 5 - 9 0 )°CKg °C
= -9903.337 Kcal
4.- La esterilización que se le realizó al mosto se
le practicó de igual manera a los 38.888 Kg de inóculo.
\a) para el calentamiento x
m Cp A T
= 3 8 . 8 8 8 Kg x 0.98 Kcal ( 90 - 25 )°C Kg °C
= 2477.1656 Kcal
b) para el enfriamiento
m Cp 4 T5
= 3 8 . 8 8 8 Kg x 0.98 Kcal ( 25 - 90 )°CKg °C
= -2477.1656 Kcal
5 . - Para realizar la destilación se requiere calen—
tar I 8 5 . 7 7 3 1 Kg de solución ya fermentada desde una tem
peratura de 2 5 ° J a Ü 2 ° C , siendo su capacidad calorífica
( Cp ) de 0.7ü4 ICcal/Kg °C y el calor latente de evano—
ración ( ) de 431.34 Kcsl/Kg .
62
Q.= ni Cp AT + m X o evaporación
= 165.7731 Kg x 0.784 Kcal ( 0 2 - 2 5 )°CKg °C
+ 0.75 x 185.7731 Kg x 431.34 Kcal
Kg
= 68400.352 Kcal
Se condensó y enfrió el 75°° del volumen total de 1?
solución a destilar de una temneratura de 82°C a 40°C
por lo tanto:
Q„= ni Cu A T + ra \ ,7 condensación
= 105.7731 Kg x 0.75 x 0.7u4 Kcal ( 4 0 - 8 2 )°CoKg C
+ 0.75 x lo5.7731 Kg x -371.56 Kcal
Kg
= -56357.31 Kcrl
Por lo tanto la cantidad de calor que ee reouiere —
suministrar ser¿:
V (1 + Q 2 + C,4 + c6
= 5963. 6415 Kcal + 9903.137 Kcal
+ 2477.1656 Kc«l + 68^00.352 Kca]
63
= 86744.495 Kcal
y el calor oue se recuiere extraer es de:
Qe= C<3 + Q5 + Q7
= -9903.337 Kcrl - 2477.1656 Kcal
- 56357.31 Kcal
= -68737.«12 Kcal
Balance económico.
Costo del producto por materia nrima
Costo unitario del nlátano^ 3 13.00/Kg
Costo total= 100 Kg ( $ 13.00/Kg )= $ 1300.00
Costo del -nroducto ñor reactivos
El costo de los reactivos se ve afectado ñor un 15y»
adicional que corresnonae el I.V.A. ( Imnuesto al Valor
Agregado ).
Costo por ácido sulfúrico
Costo u n i t s n o = « 21.60/Kg el y87» W ( 1.15 )
= «. 24.64/Kg H2S04 al 98/° W
64
El ácido sulfúrico oue se requiere nara la hidróli
sis es 20.808 Kg al 35^ VV, ñor lo que la cantidad de -
ácido sulfúrico al 98/» W oue se r e o u e n r á es:
W H SO, al 9«>= W H 2S04 al 35^ ( )2 4 0.98
= 20.808 Kg ( 0.35 )0.98
= 7.4314 Kg H 2S04 al 98;ó w
Costo del H 2S04= $ 24,84/Kg ( 7.4314 Kg )
= * 185.596
Costo por sulfato de amonio
Costo unitario= $ 99.00/Kg ( NH4 )2S04 ( 1.15 )
= $ 113.85/Kg ( NH4 )2S04
Costo total= $ 113.85/Kg ( 0.6871 Kg )
= 78.226
Costo por fosfato diácido de amonio
Costo u n i t a n o = $ 995.00/Kg NH4H 2P04 ( 1.15 )
= $ 1144.25/Kg NH4H 2P04
Costo total= ií 1144.25/Kg ( 0.3435 Kg )
= & 393.05
Costo por hidróxido de calcio ( cal )
Costo u n i t a n o = $ 15.40/Kg Ca(0H)2 ( 1.15 )
= $ 17.71/Kg Ca(0H)2
Costo total= $ 17.71/Kg ( 2.74t>2 K*~ )
= $ 48.6706
Costo ñor levadura
Costo u n i t a n o = $ 21.74/Kg levadura ( 1.15 )
= $> 2500.10/Kg levt-dura
Costo total= 2500.10/Kg ( 0.1944 Kg )
= $ 486.01
Costo por azúcar
Costo unitario^ ^ 39.00/Kg azúcar
Costo total= si> 39.00/Kg ( 5.9320 Kg )
= V 231.34
6 6
La cantidad de agua en este punto, se calculará sin
considerar reflujos, ni flujos nara intercambio de ca---
lor.
a ) w u n 1,8ra dilución del T>látano= 85 Kg2
b) W _ para dilución del ácido sulfúricon-2
Si se cuenta con ácido sulfúrico al 98> W, se re----
quiere una concentración de este al 35$ W uor lo que:
20.808 Kg H2S04 al 35$
requieren de 7.4314 Kg H^SO^ al 98>
por lo tanto:
W h o T>ara dilución del H^SO^ 20.808 Kg - 7.4314 Kg
= 13.376 Kg H20
Costos por servicios
Costos Tior agua
67
c) W „ para la lechada de calHgO
= 2.537 Kg Ca(OH)2 ( 10 Kg HgO )
4 Kg Ca(OH)g
= 6.343 Kg H 20
d) W . para el inóculo= 33.271 Kg H 0
e) W para acondicionar al aguardiente a 43°G.L.2
Del balance de materiales, se obtuvieron 13.822 L de
aguardiente a 72°G.L.
Volumen de alcohol con 100°G.D.= 13.822 1 ( 72 )100
= 9.952 L
Volumen de alcohol a 43°G'.L.= 9-952 L ( 100 )43
= 23.144 L
W para acondicionar el aguardiente= 23.144 - 13.822 n20
= 9.322 L H20
= 9.322 Kg H20
68
+ 33.271 Kg + 9.322 Kg
= 147.312 Kg
Costo unitario del agua= $ 0.10/Kg H^O
Costo total= $ 0.10/Kg ( 147.312 Kg )
= í 14.73
Para hacer el calentamiento se requiere de vapor de
agua, siendo el calor latente de 538.9 Kcal/Kg vapor
Qs= m X ; m= Qs /y_
m= 86744.495 Kcal538.9 Kcal/Kg vapor
= 160.9658 Kg vapor
Costo unitario del vapor= $ 12.75/Kg vapor
Costo total= $ 12.75/Kg ( 160.9658 Kg )
= % 205^.31
Para el enfriamiento se utiliza agua, la cual tendrá
una diferencia de temperatura de entrada y salida del —
enfriador de 20°C y cuya capacidad calorífica ( Cp ) es
de 1 Kcal/Kg °C
W total H20= 85 Kg + 13‘376 Kg + 6*343 Kg
69
Q g= m Cp A T
Cp A T
m= 68737.012 Kcal_______1 Kcal/Kg °C x 20 °C
= 3436.89 Kg H 20
Costo unitario del agua= $ 0.10/Kg
Costo total= $ 0.10/Kg'( 3436.89 Kg )
= $ 343-68
Costo total del producto= plátano + HgSO^ + ( NH^ ^ 2 ^ 4
NH4H ? P04 + Ga ̂ 0H )2 + levadura
+ azúcar + H^O + vapor + H^O
= $ 1 3 0 0 . 0 0 + í> 185.59 + $ 78.22
+ $ 393.05 + $ 48.67 + $ 486.01
+ $ 231.34 + $ 14.73
+ $ 2052.31 + $ 343.68
= $ 5133.60
Costo rjor litro del producto= $ 5133-60/23.144 L
= $ 221.01/1 aguardiente
70
CAPITULO VII
El di serio de una planta piloto generalmente surge —
como consecuencia de la necesidad de realizar experimen
taciones que sirvan como respuesta al grado de descono—
cimiento que existe en el desarrollo inicial de un pro—
ceso.
Lo anterior se manifiesta al requerirse ya sea: la -
producción de una cantidad de producto tal que con esta
se pruebe su aceptación en el mercado, la proyección de
las condiciones a las oue están su.ietas las distintas —
reacciones de que esté formado el proceso y aue no pue—
dan ser producidas en el laboratorio, recabar informa---
ción sobre el material utilizado en la construcción de -
los equinos de tal manera que sean resistentes al medio
de reacción y bajo las distintas condiciones de opera---
ción, así como la determinación del grado de pureza del
producto y Uegar a obtener información sobre la mejor -
DISEÑO DE UNA PLANTA. PILOTO
71
Cabe recalcar que en este capítulo no se trata de —
llegar a un diseño específico de una nlanta piloto nara
la ootención de aguardiente a partir de plátíno, sino el
objetivo primordial es el de establecer las condiciones
generales para el diseño y selección de los eouipos ne—
cesarlos para lo cual es indispensable basarse en la ---
función y alcances de la experimentación de une planta -
piloto.
El arreglo de la planta Piloto propuesta en este ---
trabajo se determinó después de extender lo suficiente -
los desarrollos llevados a cabo en el laboratorio, obte
niéndose ae ellos una amplia míormeción sobre l'-s ínte-
rrelaciones de los parámetros fisicoauímicos que aeñnen
en sí al proceso en cuestión, lo oue permite sugerir el
diseño de los sistemas auxiliares del mismo.
La capacidad de la planta piloto propuesta, se fijó
para procesar 100 Kg de plátano y de la cual se obtendrá
producto suficiente para probar el mercado.- Por lo an—
tenor la planta p i ] oto podría considerarse como sem: -
comercial.
secuencia de separación y purificación del mismo.
72
Los puntos importantes o.ue se consideraron ^arf el -
aiseño preliminar de una planta Piloto son los simulen—
tes:
1.- Relaciones de fimo, f> partir de las cuales se -
desarrollaron diagramas de flujo, diagrama de flujo del
eauipo así como los balances de materiales y de energía.
2.- En lo que se refiere a las materias primas, como
en este caso el -plátano, se toma en cuenta su forma ae -
disponibilidad, sus impurezas oue sólo las constituyen -
su cáscara y aue a la vez se considera como desperdicio.
3.- Por otro lado, con respecto a la selección del -
equipo se tiene en sí que consta únicamente de equipos -
de almacenamiento, fermentador, torre de destilación de
simple efecto sin empaque y tubería.
Este equipo por ser ocupado en la producción de ----
aguardiente el cual es un producto ín^erible, debe ser -
construido ae acero inoxidable. La selección del mate---
n a l del que van i~ estar hechos los eauipos se basa en -
factores Químicos tales como la corrosión siendo el ace
73
ro inoxidable un material que soporta atmósferas oxidan
tes y reductoras a elevadas temperaturas. Este material
posee un porcentaje superior al 10°/o de cromo el cual es
un material que reduce el ataque ñor hidrógeno; así mis
mo, la presencia de niquel en este material proporciona
una buena resistencia a los agentes oxidantes y a la co
rrosión. Otros factores químicos que fueron considerados
para la selección del material son la formación de pares
galvánicos y penetración molecular.
Otros factores importantes a considerar, son los ---
físicos dentro de los que se cuentan, temperatura, pre—
sión, abrasión, expansión, etc. los cuales son fijados -
en forma directa al determinar los parámetros óptimos —
del proceso, y que para nuestro caso el material sele---
ccionado es óptimo para tolerarlos.
Con lo que respecta a servicios auxiliares, se su---
giere el uso de vapor de agua, ya que este medio de ca—
lentamiento presenta bajo costo, así como alta eficien—
cia para nuestro proceso; en lo oue se refiere al en----
friamiento, se usará agua.
74
Cabe aclarar aue el modelo nronuesto según el dia---
grama 9 puede estar sujeto a modificaciones ya que, ñor
tratarse de un nroceso por lotes, un mismo recipiente —
puede ocuoarse para varias etapas del mismo.
Descripción general del proceso.
El plátano previamente macerado es adicionado al ---
tanque T-l el cual constará de un agitador cuya f m a l i —
dad es la de homogeneizar la mezcla nlátano-agua. Des---
nués la mezcla es casada al tanque T-2 donde se realiza
rá la hidrólisis ácida usando ácido sulfúrico al 35$ W
y se elevará la temneratura hasta 60°C manteniéndola du
rante 40 min lográndose esto con la utilización de un —
serpentín cuyo medio de calentamiento será vanor de ----
agua. Este tanque también estará provisto de un agitador
que cumule con dos funciones, primero -nara lograr una —
buena hidrólisis y segundo nara evitar la sedimentación
e incrustación de nlátano quemado tanto en el sernentín
como en el reciniente.
La mezcla hidrolizada pasa después a través de un -—
75
filtro prensa F-l . El filtrado obtenido ( mosto ) es —
bombeaao al tanque T-4 por medio de la bomba B-l . En —
T-4 se lleva a cabo el acondicionamiento del mosto asus
tando su pH hasta un valor entre 4 y 5 , utilizando para
ello una lechada de cal ( hidróxido de calcio y agua ) -
previamente preparada en el tanque T-3 , '<■sí como tam---
bien las sales de sulfato de imonio y fosfato diácido de
amonio ( medio nutriente ).
La esterilización del mosto y? acondicionado es rea
lizada en el tanque T-5 que está compuesto de un serpen
tín nara calentamiento a ebullición del mosto durante 5
m m , y de un agitador para una men or transferencia así
como la completa disolución de las soles; la mezcla aún
callente es pasada por un filtro prensa F-2 con el f m -
de detener el residuo de la lechada de cal y ensepniida -
es bombeada n través ae un serpentín sumergido en un bp-
ño de hielo ( teto con 1? finalidad de bajar súbitamente
la temperatura del mosto esterilizado ).
Después de esta etapa, el mosto es recibido e^ el —
t ñaue T-7 cue '’etua como fernentfdor propiamente dicho;
76
este es el único tanque cerrado y donde a la vez es adi
cionado el pie de cuba ( solución de azúcar a l8°Brix )
así como la levadura ( saccharomyces serevisiae ), cuya
mezcla previa de estos dos últimos se realiza en el tan
que T-6 en el que es iniciada la fermentación del t)ie de
cuba para activar así la fermentación ael mosto en T-7 .
La terminación de la fermentación es indicada en 1-1
ñor medio del burbujeo de dioxido de carbono.
De T-7 r Ia mezcla fermentada es bombeada a la co---
lumna de destilación C-l por medio de B-3 y donde final
mente es obtenido el aguardiente con 72°G.L. y es reco—
lectado en el tanque T-8 .
77
CAPITULO VIII
CONCLUSIONES
Se ha señalado en numerosos trabajos, la importancia
en el aprovechamiento de desperdicios de diversa natura
leza, que en nuestro caso se trata de desperdicios fru—
tales. La elaboración de programas de productos básicos
y que han sido puestos en marcha por el gobierno, tienen
como objetivos entre otros, la estimación en la demanda
de frutas y legumbres procesadas debido a los v a n o s ---
problemas de comercialización así como de consumo a oue
se ven sujetos los productos frescos oue como el Plátano
son altamente perecederos.
Entre las ventajas que tiene el aprovechamiento del
plátano como materia, prima en lo producción de aguar----
diente, se puede concluir:
1.- Es una fruta cuya producción en México no pre---
senta un carácter estacional limitado a ciertos meses —
del año; esto es, se produce durante todo el año.
78
2.- Por lo anterior, como materia prima se encuentra
disponible en cantidad satisfactoria.
3.- No requiere de sistemas de almacenamiento caros,
ya que de ecuerdo a las características nara su anrove—
chamiento como materia nnma, sólo requiere de un estado
de sobremadurez.
4.- Decido a esta característica, gran cantidad de -
plátano es considerado como desperdicio, tanto en cen---
tros de producción como en mercados, el cual puede ser -
procesado pera la obtención del aguardiente objetivo de
este trabajo.
5.- El costo ñor kilogramo de nlátano con la c^rac—
terística anterior, es relativamente bajo a nesar de que
el dato que se dió en este trabajo sobre el mismo se ---
considera alto como desnerdicio. Este d°to ( valor nro—
meaio ) fué proporcionado como resultado de una encuesta
realizada en mercados, tianguis y central de pbastos, —
sin embargo no está suieto a política oficial, ñor lo —
que existe la posibilidad oue como producto *• volúmenes
mayores, sea vendido a un precio unitario mucho más ba—
79
o, - ±)e acuerdo ai procedimiento llevado r c'ibo en el
laboratorio y al oue fué sometido el plátano, se conclu
ye que es factible la obtención de fgu^rdiente utilizán
dolo como materia prima.
7.- La cantidad de todos los reactivos y levadura, -
es baja ya oue aproximadamente representa un 40/o c o n
respecto .̂ 1 peso del plátano usado en la elaboración de
aguardiente.
8.- Con base a lo experimentado, el costo del pro---
ducto en cuestión, todavía puede ser reducido ya que con
lo oue respecta a la levadura es un microorganismo oue -
durante el proceso de fermentación serproduce rápidamen
te por lo oue bajo condiciones adecuadas puede ser sepa
rada y reusaoa para nuevas etapas de inoculación.
9.- Como rerultado ael análisis de costos por reac—
tivos y servicios, el producto tiene un valor estimado -
de aproximadamente $ 225.00 por litro, por lo oue se ---
puede concluir rué la producción de este tipo de aguar—
diente es rentable, salve análisis técnico-económico más
profundo.
80
10.- Con lo oue reelecta al 'nílisia re'lizpdo '1 —
aguardiente obtenido en e=te tT>' ̂ 1 o y ■'nn' r'ndolo con
el vr existente en el mere do °e "̂ uecie concluir o'-e el —
a^uaraiente a iprtir ue n_'tcno e^ i1' ■'en ble, uebido a -
oue r-ontienp menos cf>r tiara de =u"t'r,'i tóx3cr=!.
TÍT'R! T o ' W P I A
X t í N D - i Y H W F I í T O S Í " i R T /
I ls D o ^ p o ió n de ?<?i0 r a i e n te s s tm n le s y com nuestos
y l i c o r e s . B a r c e lo n a '- ja lv P t 1958.
DO'-.-td ( . RT¡
'í’ r o c e s T '' de t r - r s f o -ren c ia ae c a l o r .
JOH\' H. i’V m
M m u ^ l a e l m ^ e rn p ro r i; ími c o .
rCtl tO”! ̂ 1 l|nTH/ .
■pMVCFTT 1 1 T. I V.t
tThe bí’ n 'n » ; i t =■ c u l t i v a t i O" , di ü t n b u t m n f ^ d
c o u n c r o ir l i K e s . Tondon, ^X ic^v^rth Pnd Co.
r»FWT-r7vf I —iT / ,íMTY uP C'-LIFO.-i"Jh ^RTT.S
' .m e r.nd w m e " ír k in g .
T a b le w m e ; th e te c h n o lo ^ y o f t h e r e n ro d u c t io n
2r . E d ic ió n .
i\ T)- B0 ’! 0
I n s t r u c c io n e s G e n e r a le s s o b re l a f P D r i c i c l ó n de
v in o s de f r u t r s
62
7.- DIRECCION jENTRAD DE NORMAS
Normas Oficiales Mexicanas.
Secretaría de Patrimonio y Fomento Industrial.
tí.- JESUS RAMIREZ
Elaboración de aguardiente.
IPN E.S.I.Q.I.E.
9.- DONALD P. OTHMER, R A M O N E. KRIK
Enciclopedia de la tecnología química.
Tomos: 9, 2, 10 y 5 .
10.- ROCHA DE A L M E I D A , O. VALSECCHI
Fermentation of banana Brasil Acucareiro.
11.- PRESCOTT AN D DUNN
Industrial Microbiology.
Book Co. Inc. N.Y.
12.- NATIONAL FRUIT i N D CIDER INSTITUTE
The production of fruit w m e s fruit nroducts
J our.
M é x i c o , D i r e c c i ó n G e n e r a l d e A g r i c u l t u r a .
83