1 INGENIERÍA QUÍMICA PETROLERA 4 “C” MODALIDAD: SEMIESCOLARIZADO BIOTECNOLOGIA CATEDRATICO: BIOLOGO. VICTOR MANUEL VILLEGAS CORNELIO ALUMNO: MARIA DEL PILAR CADENA CADENA DIANA RODRIGUEZ DE LA CRUZ MARLENE NARANJO WILSON ROSALINO JIMENEZ CORDOVA OCTAVIO ADORNO GARCIA DANIEL SANCHEZ VELAZQUEZ PROYECTO: BIOPROCESO: FUENTES PARA GENERAR AZUCARES PARA PRODUCIR BIOETANOL A PARTIR DE LA YUCA CRIOLLA (MANIHOT SCULENTA) H. CARDENAS A 04 DE OCTUBRE DEL 2014
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INGENIERÍA QUÍMICA PETROLERA
4 “C”
MODALIDAD: SEMIESCOLARIZADO
BIOTECNOLOGIA
CATEDRATICO:
BIOLOGO. VICTOR MANUEL VILLEGAS CORNELIO
ALUMNO:
MARIA DEL PILAR CADENA CADENA DIANA RODRIGUEZ DE LA CRUZ
La principal característica de las raíces de yuca en su capacidad
de almacenamiento de almidones, razón por la cual es el órgano
de la planta que hasta el momento ha tenido un mayor valor
económico. sin embargo, no todas la raíces producidas
eventualmente se convierten en órganos de almacenamiento.
LA CASCARA:
Este tejido esta a su vez compuesto por la peridermis y la
corteza. La peridermis está compuesta por células de corcho
(súber o felema) muertas que envuelven las especies de la
raíz. la corteza o capa cortical ( feloderbis: este es un tejido de
1 a 2ml de espesor, cuyo color varía desde blanco, el crema
hasta el rosado. .(5) alvarez, (2009).
LA PULPA:
Constituye la parte de la raíz, y por lo tanto, es el tejido
de mayor relevancia económica. Es una más sólida
compuesta, principalmente por tejidos secundario del
xilema derivado del cambium, cuyas células
contienen almidón en abundancia en forma de
gránulos redondos de tamaño desigual. .(5) alvarez, (2009).
Su ciclo de crecimiento desde la siembra a la cosecha, depende de las condiciones
ambientales: es más corta de 7 a 12 meses en áreas mas cálidas, y es más largo
de 12 o más, en regiones con alturas de 1300 a 1800 msnm.(5) alvarez, (2009).
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EL ALMIDÓN
Los carbohidratos de alto peso molecular se hallan muy extendidos en la naturaleza
como sustancias de reserva y con función estructural. El
elemento básico más importante de los polisacáridos
naturales es la glucosa. A partir de ella se forman el
almidón, la celulosa y el glucógeno El almidón es uno de
los polisacáridos naturales de origen vegetal, más
abundante y disponible que existe en la naturaleza.
Además, el almidón constituye la principal fuente
alimenticia proveniente de rubros de alto consumo como los cereales, tubérculos y
raíces, por lo que se justifica cualquier alternativa conducente a aumentar el valor
agregado mejorando sus propiedades funcionales y nutricionales.(6) rojas (2012).
COMPOSICIÓN DEL ALMIDÓN:
El almidón es un homopilimero constituido de 98 a 99 % por amilosa y amino pectina
el restante es un material intermediario que depende del origen botánico e
igualmente de la tecnología de extracción constituido entre otros por lípidos. La
amilosa es un polímero lineal constituido de moléculas de mucosa unidos por
enlaces α[del 1 al 4, sin embargo presenta pequeñas ramificaciones. el grado de
polimerización está comprendido entre 600 y 6000, posee múltiples enlaces de
hidrogeno entre los grupos hidrohilicos que son reemplazables de su forma
cristalizada (que rompe a temperatura elevadas). en los gránulos de almidón.; de la
absorción del agua y del formación de geles en el curso de la retrogradación.El
almidón está formado por una mezcla de dos compuestos, amilosa y amilopectina,
que sólo difieren en su estructura. (7) Valerio Davila (2011).
AMILOSA
La amilosa se compone exclusivamente de cadenas de restos de α-D-
glucopiranosilo unidas por enlaces (1-4) (Figura 1). El tamaño molecular de la
amilosa es muy variable; el grado de polimerización de los almidones de cereales
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se encuentra entre comprendidos entre 150.000 y 750.000. (7) Valerio Davila
(2011).
AMILOPECTINA
La amilopectina es el polímero mayoritario del almidón, ya que supone entre el 70 y
el 80 % en peso. Se trata de una macromolécula ramificada en la que las unidades
de glucosa anhidra (D-glucosa) están principalmente unidas por enlaces α (1-4)
cuando forman parte de cadenas lineales y por enlaces α (1-6) cuando actúan
como nexo de unión entre dos cadenas para formar ramificaciones (7) Valerio Davila
(2011).
HIDROLISIS ACIDA:
Industrialmente la hidrólisis se realiza por métodos enzimáticos o con soluciones de
ácidos, como, el ácido clorhídrico o sulfúrico y se aplica calor para facilitar el
rompimiento de los enlaces glucosídicos. (8)torres (2007).
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HIDROLISIS ENCIMATICA
En el método enzimático se utilizan α-amilasas, β-amilasas, amiloglucosidasas
(hongos), pululanasas (Aerobacter aerogenes) y fosforilasas. Obteniendo productos
como jarabes de maíz, mezcla de dextrinas, maltosa, glucosa, dextrinas (que no
cristalizan), glucosa y almidón modificado. Esta modificación da como resultado que
el almidón forme geles de gran claridad y muy fuertes, y soluciones de menor
viscosidad. (8)torres (2007).
FERMENTACIÓN
La fermentación en gran escala puede llevarse a cabo mediante el uso de hongos,
levaduras o bacterias, pero las levaduras son las más utilizadas por su papel en la
fabricación de bebidas alcohólicas. Son los microorganismos que más se usan en
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La bioindustrial, se pueden cultivar por las células mismas y por los productos finales
que se producen durante la fermentación alcohólica. La producción de alcohol por
levadura se realiza por una fermentación alcohólica anaeróbica, del cual resulta un
rendimiento menor de células, pero cantidades satisfactorias de alcohol y CO2. (9)
ramirez (2001)
LEVADURA
Los hongos son seres vivos con gran variedad de tamaños y formas que no son ni
animales, ni plantas; no poseen ni clorofila ni cloroplastos, por lo tanto no realizan
fotosíntesis (como sí lo hacen las plantas), pero tampoco ingieren alimentos como
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los animales. Sin embargo secretan sustancias (enzimas digestivas) que actúan
sobre los alimentos transformándolos para poder absorberlos a través de su pared
celular. (10) echearte (2006).
MATERIALES Y EQUIPO:
1 Kg. yuca CRIOLLA (manihot scuelenta)
1 LICUADORA HALMITON BECH
1 EXACTO
1 PARRILLA ELCTRICA
MORTERO DE VIDRIO
MATRAZ ELENMEYER 50, 250 ML.
20
2 LITROS DE AGUA POTABLE
1.5 L .Agua destilada
TELA DE MALLA
BALANZA SEMIANALITICA
4 RECIPIENTES DE 500 ML
1 COLADOR
1 PIPETA 10ML.
1 AGITADOR DE VIDRIO
5.8 ML. ACIDO CLORHIDRICO CONCENTRADO
HIDROXIDO DE CALCIO
TERMOMETRO
ALCOLIMETRO
PH CHIMETRO
1 auto CLAVE
ESTUFA DE GAS DE PARRILLA
Papel aluminio
HORNO DE SECADO
HORNO PARA ESTERILIZACIÓN
CAMISA REFRIGERANTE (EQUIPO DE DESTILACION )
1 MATRAZ DE BOLA DE 250 ML
1 PROVETA DE 100ML
1 VASO DE PRECIPITADO 150 ML.
10 GR. DE LEVADURA (comercial DE PAN)
DISEÑO EXPERIMENTAL
La luya fue donada por el Sr Moisés García Bautista y su peso fue de 1, 050 kg.
Sin lavar.
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PROCEDIMIENTO
Se lavaron las raíces con el objetivo de poder eliminar la mayor cantidad de
impurezas, se le retiro la cascarilla y se procedió a pesar dando un peso de 1 kg.
Se le elimino la corteza la cual se picó y se le peso obteniendo un peso de 125 gr,
la pulpa fue también picada y pesada su peso registrado fue de 935 gr.
Para e proceso de molienda en licuadora se utilizó aproximadamente de entre 10-
30% de agua de potable , Al bagazo de cascara y pulpa se le realizo filtración de
los almidones, para llevarlos a secado en la estufa a 35 ° C por 24 horas.
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Después del secado a los bagazos se le llevó a molienda en un mortero.
Para llevar cabo la hidrolisis se juntaron los almidones con los bagazos de la
siguiente manera almidón de cascara/ bagazo de cascara, almidón de pulpa/bagazo
de pulpa ocupando un total de 100gr para ambos procesos añadiéndole a cada uno
5.8 de ácido clorhídrico consentrado, vertiéndolos en la olla de presión a una
temperatura de 20° C 15 minutos llevándolo a 18 psi aproximadamente.
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Después de la hidrolisis se obtuvieron los jarabes a los cuales se le evaluó el pH
obteniéndolo de 0.98 el cual fue ajustado a 5.0.
Ante de la fermentación se procedió a ser un análisis de la levadura de pan
comercial introduciendo aproximadamente 0.3 gr de levadura en 10 mililitros de
agua destilada colocándole 1 onza de azúcar con agitación permanente hasta
disolución completa, dejando reposarla durante 5 minutos para reactivar las
levaduras
Para la fermentación se le añadió 10 gr de levadura de pan para cada uno de los
jarabes obtenidos en la hidrolisis, se le introdujo en el horno a una temperatura de
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35° C con un tiempo de 192 horas aproximadamente con verificación constante.
Para la destilación se vertió los jarabes en un matraz de bola de 250 ml colocándolo
en una parrilla eléctrica hasta el punto de ebullición para de esta manera llevar el
jarabe a evaporación por medio del equipo de camiseta de enfriamento (destilación),
y obtener el alcohol, finalmente obtener los grados de alcohol por medio de un
alcolimetro.
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CONCLUSION:
En el proyecto llevado a cabo a partir de la materia prima de 1 kg de (manihot
sculenta), yuca criolla), y los procesos realizados a la misma; hemos llegado a
nuestros objetivos, que con la ayuda de los productos naturales y químicos, y con
la ayuda de la hidrolisis acida se obtuvieron las concentraciones de los azures
reductores, a 20° y 5.8 de ácido clorhídrico(clh), con tiempo de 15 minutos, para la
fermentación se utilizó la levadura comercial la cual fue reactivada por medio de
calentamiento parcial, añadiéndole 10 gr. para cada uno de los jarabes obteniendo
alcohol orgánico la cantidad de 91 ml de bioetanol, en proceso de destilación con
4% de alcohol en bagazo y 86 ml de bioetanol del almidón(pulpa) con 4% de alcohol.
esto nos demuestra que atreves de los recursos naturales, podemos elaborar un
nuevo combustible como es el bioetanol favoreciendo asi la no contaminación de
nuestro medio ambiente
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BIBLIOGRAFÍA 1.- DE LA CRUZ M. EVALUACIÓN TECNICO-ECONOMICA DE LA OBTENCION DE ETANOL A PARTIR DE LA YUCA M – THAI 8 (MANIHOT ESCULENTA, CRANTZ) UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL SANTIAGO DE CALI, 2009. 2.- HERNANEZ M. T. TENDENCIAS ACGTUALES EN LA PRODUCCION DE BIOETANOL, CONFERECNCIAS DICTADAS EN LA FACULTAD DE INGENIERIA-TEC. LANDIVAR. UNIVERSISAS RAFAEL LANDIVAR NOVIEMBRE 2007 3.- CHUCK HERNANDEZ , C-PEREZ CARRILLO, E-HEREDIA-OLEA, -SERNA SALDIVAR S.O.S. SORGO COMO UN CULTIVO MULTIFACE´ TICO PARA LA PRODUCCIO´ N DE BIOETANOL EN ME´XICO: TECNOLOGI´AS, AVANCES Y A´ REAS DE OPORTUNIDAD DEPARTAMENTO DE BIOTECNOLOG´IA E INGENIER´IA DE ALIMENTOS. CENTRO DE BIOTECNOLOG´IA. TECNOL´OGICO DE MONTERREY, 2011. 4.- AMOR. S. PRODUCCION DE BIOETANOL: PRETRATAMIENTO DEL MAIZ 2008 5.- ALVAREZ C. BIOCOMBUSTIBLES DESARROLLO HISTORICO-TECNOLOGICO, MERCADOS ACTUALES Y COMERCIO INTERNACIONAL No, 359, 2009. 6.- ROJAS M. A. ESTUDIO DE LAS CARACTERISTICAS DE LA YUCA(MANIHOT SCUELENTA CRANTZ) Y SUS EFECTOS EN LA CALIDAD DE HOJUELAS FRITAS PARA SU PROCESAMIENTO EN LA EMPRESA PRONAL S.A. UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PREREIRA, FACULTAD DE TECNOLOGIA, ESCUELA DE QUIMICA PEREIRA, 2012 7.- VALERIO-DAVILA, F., MATOS-CHAMORRO, A. DESCRIPCION DE LA ESTRUCTURA PROPIEDADES E INTERACCIONES DEL ALMIDON Y SU HIDROLISIS MEDIANTE LICUEFACCION ENCIMATIZA I CONGRESO NACIONAL DE LA INVESTIGACION, IGLESIA ADVENTISTA DEL 7to. DIA. 2011.
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8.- TORRES K. OPTIMIZACIÓN DE LA ETAPA DE HIDRÓLISIS ÁCIDA EN EL PROCESO DE FOSFATACIÓN DE ALMIDÓN POR EXTRUSIÓN PARA LA ENCAPSULACION DE ACEITE ESENCIAL DE NARANJA. 2007. 9.- RAMIREZ G. M., PREDROZA J. F. DESARROLLO DE UNA FERMENTACION ALCOHOLICA A PH REGULADO Y TEMPERATURA DE 25°C EN EL BIORREACTOR BIOFLO 3000 M1227 Y ESTUDIO INICIAL DE FERMENTACIONES EN SISTEMA CONTINUO. 2001. 10.- ANDREA ETCHARTEA, LEVADURA DEL PAN, 2006. 11.- HERNAN CEBALLOS TAXONOMIA DE LA YUCA, (1976)