Proceso de Elaboracion de Vinagre de Alcohol

UNIVERSID AD N ACION AL DE CÓRDOB A Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y  Naturales

Operaciones Unitarias I

Actividad grupal: Proceso de elaboración del vinagre de alcohol Profesora: Ing. Susana E. paredes  Alumnos:

Blain Fanely Carbonara, Carbonara, Florencia Cravero, Juan Matías Cruz Doblas, Julia Sánchez Cerviño, Celina CÓRDOBA, 2011

Proceso de elaboración del vinagre de alcohol

ÍNDICE 1.INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................... 3 2.OBJETIVOS............................................................................................................................................ 4 3.DESARROLLO ....................................................................................................................................... 5 3.1.Acerca de la empresa ...................................................................................................................... 5 3.2.Acerca de la elaboración del vinagre ............................................................................................. 5 3.3.Esquemas de la planta .................................................................................................................... 6 3.4.Equipos y sus funciones .................................................................................................................. 8 3.4.1.Tanque I .................................................................................................................................. 8 3.4.2.Tanque II ................................................................................................................................. 8 3.4.3.Acetator ................................................................................................................................... 8 3.4.4.Tanque III ................................................................................................................................ 9 3.4.5.Filtro tangencial ....................................................................................................................... 9 3.4.6.Tanques IV y V ..................................................................................................................... 10 3.4.7.Bombas utilizadas a lo largo del proceso ........................................................................... 10

4.BIBLIOGRAFÍ A.....................................................................................................................................

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Proceso de elaboración del vinagre de alcohol

1. INTRODUCCIÓN El vinagre es uno de los condimentos y conservantes más antiguos que se conoce, que aporta aroma y sabor a los alimentos y mejora sus características de conservación. Suele tener un 3-6 % de ácido acético (pH = 2,4-3,4). Es principalmente utilizado en la cocina doméstica y en la fabricación de salsas (kétchup, mayonesa, otros ). El vinagre (del latín vinum acre), es un líquido miscible, con sabor agrio, que proviene de la fermentación acética del vino y manzana. Los vinagres naturales también contienen pequeñas cantidades de ácido tartárico y ácido cítrico. Hasta principios del siglo XIX, el único método para la obtención del vinagre era el método espontáneo de acidificación del vino. En 186 4, Pasterur descubrió que el vinagre era producido por el microorganismo ³ micoderma aceti  y sugirió llenar toneles de madera con vino y vinagre en la misma proporción (Métodos Orleans o Pasteur ). A medida que se acidifica y produce vinagre, se retira parte y se rellena con más vino. La desventaja de este método es que es muy lento. En 1823, Schutzenbach inventó el método rápido para la obtención de vinagre. El mismo consistía en barriles apilados de doble fondo y llenos de virutas de madera, donde se asentaban las bacterias acéticas. La base del tonel está perforada por debajo del doble fondo, permitiendo al aire entrar y difundir a través de la viruta. Por la parte superior del barril se alimenta el producto alcohólico, que va percolando a través de la viruta y, a través de los orificios, cae al barril siguiente. Tiempo después, se comenzó a utilizar un sistema de cultivo superficial, en el que el vinagre se elabora en reactores en los que se controla la temperatura, suministro de aire y flujo de producto. El tanque se llena con virutas o con otros materiales que tengan gran superficie y que actúen como filtro. El vinagre es añadido en forma de ducha y recircula, desde el fondo del reactor hasta su superficie, por medio de una bomba. Un método más reciente es el de cultivo sumergido. En este caso, la fermentación se produce en toda la masa del líquido a la vez, por lo que no se requiere material de filtración. El aire es suministrado por una turbina situada en el fondo del reactor, la cual produce turbulencias en la masa líquida. La ventaja de este método es que es fácilmente controlable y la producción es alta. ´

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Proceso de elaboración del vinagre de alcohol

2. OBJETIVOS y

y

Integrar los contenidos de la asignatura al proceso de elaboración del vinagre de alcohol, llevado a cabo por la empresa PORTA Hnos. S.A. Encontrar la funcionalidad de los conceptos analizados en el transcurso de la materia.

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3. DESARROLLO 3.1.

Acerca de la empresa

Porta Hnos S.A. es una empresa que fue fundada en 1882 por integrantes de la familia Porta. Actualmente, se encuentra ubicada en un amplio predio en el anillo industrial de la ciudad de Córdoba (Camino San Antonio Km. 4,5).   A lo largo de los años, la primera fábrica de licores del interior del país, fue agregando distintos productos a su línea de bebidas, que abarca desde el legendario Guindado Porta al innovador Fernet 1882. La empresa hoy, está totalmente integrada desde el punto de vista productivo con destilerías, acetificadores, líneas de llenado, producción de envases y transporte propio, operando bajo normas ISO 9002 en todas sus divisiones.

3.2.

Acerca de la elaboración del vinagre

En la década del ¶90, la empresa Porta Hnos S.A. se inició en el negocio del vinagre con la incorporación de tecnología de punta, siendo actualmente los mayores productores de vinagres y acetos balsámicos de la Argentina. Su línea de Vinagres y   Acetos Casalta se caracteriza por la cuidada selección de materias primas.   A continuación, se detallará el proceso llevado a cabo por la empresa para la elaboración del vinagre de alcohol.

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Proceso de elaboración del vinagre de alcohol

3.3.

Esquemas de la planta

Ilustración 1. Esquema de la planta de elaboración de vinagre de alcohol.

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AGUA DEL PROCESO AGUA DE REFR IGERACIÓN

 c   o  n  t    e  n  i    e  n  d   o  a  l    c   o  h   o  l  

 M  a  t    e  r   i    a  p  r   i    m  a

 m  e z   c   l    a

 P   r   e  p  a  r   a  c   i    ó   n  d   e

Equipo dosificador de nutrientes Acetator piloto

AGUA DEL PROCESO

AGUA DE REFR IGERACIÓN

 d   e  s   c   a  r   g  a

 T   a  n  q  u  e  d   e

Filtro tangencial

 a  c   a  b   a  d   o

 V   i    n  a  g  r   e

 a  c   a  b   a  d   o

 V   i    n  a  g  r   e

Almacenamiento

Ilustración 2. Diagrama de flujo del proceso de elaboración del vinagre de alcohol.

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3.4.

Equipos y sus funciones

3.4.1. Tanque I 

 Allí se lleva a cabo el almacenamiento del líquido con una graduación de alcohol entre 5 y 13 %. 3.4.2. Tanque II 

  Aquí, el líquido alcohólico se mezcla intensamente con 1% de ácido acético así como con las sustancias nutritivas para las baterías acéticas . Se utiliza un mezclador, el cual garantiza la distribución uniforme de todas las sustancias. El agua utilizada para la preparación de la mezcla debe tener calidad de agua potable y tiene que estar libre de sustancias dañinas a la fermentación. 3.4.3. Acetator 

En este equipo se produce la fermentación acética. Esta etapa se caracteriza por  el hecho de que las bacterias acéticas utilizan el oxígeno del aire para transformar el alcohol en vinagre. Para la puesta en marcha, o después de interrupción de la producción, se utiliza vinagres de arranque que contienen cepas especiales. De esta manera se consigue en poco tiempo el comienzo de la acidificación y con ello la producción. En el proceso se requiere de una masa adecuada de oxígeno administrado por un sistema de aireación y agitación. Se trata de aprovechar el oxígeno contenido en una cantidad mínima de aire dentro del equipo. La aireación y la agitación son llevadas a cabo por un rotor en la parte inferior del tanque. Las burbujas son expulsadas al medio ambiente creando un zumbido y parte del aire se difunde en la parte media y estalla en la superficie. Cuando la presión dentro del reactor es baja debido a la utilización de oxígeno, se admite más aire por el tubo de aspiración central. El aire es aspirado por el rotor, a través de una conducción por la parte superior. El rotor es hueco y posee más aberturas destinadas a la salida de aire dispuestas radialmente y en sentido opuesto del de giro.

Ilustración 3. Rotor aireado para un Acetator.

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Rehm, 1967

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Proceso de elaboración del vinagre de alcohol

El vinagre fermentado es retirado continuamente a medida que se añade más mezcla. El generador está equipado con serpentines de enfriamiento, termómetros, pantallas, rompe espumas. El proceso es de control automatizado y de fácil mantenimiento. Para eliminar el calor que se produce durante la fermentación se necesita agua de refrigeración de una temperatura entre 10 y 24°C. 3.4.4. Tanque III 

En este tanque se descarga el vinagre crudo (no filtrado ). Es turbio, porque contiene bacterias acéticas y sustancias sólidas. En este tanque se realiza la clarificación, utilizando Fribenton, para facilitar la filtración tangencial que se realiza posteriormente y además, aumentar la estabilidad del vinagre durante su almacenamiento. Los coloides de vinagre y las baterías acéticas producen ciertas cargas eléctricas que impiden la sedimentación de las sustancias durante algún tiempo. Mediante el uso de Fribenton, que es un tipo de bentonita, se puede remediar este problema. Se efectúa, entonces, un tratamiento especial para la clarificación del vinagre que tiene como fin neutralizar dichas cargas. Debido a la gran superficie de las partículas de Fribenton, es capaz de fijar todas sustancias enturbiantes sobre sí para depositarse con ellas en el fondo del recipiente. El proceso se realiza introduciendo lentamente la solución de Fribenton a través de un tubo de plástico con un embudo, sin interrumpir el proceso de mezcla. El mezclado se realiza en un tiempo de 10 a 20 minutos y luego se deja en reposo. El Fribenton empezará a depositarse lentamente en el fondo junto con las sustancias enturbiantes y al cabo de uno o varios días se puede quitar el vinagre claro a través de la llave superior. 3.4.5. Filtro tangencial 

En el filtro tangencial, el vinagre se filtra estérilmente en un solo paso sin materiales auxiliares de filtración o clarificación. Se utiliza un filtro de micromembrana (Microfiltro Crossflow). Este tipo de filtros ofrece una capacidad de filtración desde 500L/h a 6500L/h. La microfiltración es un procedimiento dinámico de filtración y ofrece la posibilidad de concentrar continuamente vinagres viscosos difíciles de filtrar. Se utilizan membranas polímeras microporosas que están dispuestas en forma tubular. El vinagre que es filtrado se separa en una fase de permeado y una fase de concentración. La fuerza motriz resultante por causa de la diferencia de presión transmembranosa, es función de la velocidad de flujo y la viscosidad.

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Ilustración 4. Sección transversal de un tubo de membrana microporosa.

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Se opta por este tipo de filtración porque ofrece las siguientes ventajas con respecto a otros filtros: Pérdida mínima de producto. Ahorro en recursos de filtrado. Funcionamiento continuo. Facilidad de manejo, debido al funcionamiento semiautomático. Ahorro de energía y personal en la filtración Cumplimiento de todas las medidas de seguridad necesarias. División segura de los microorganismos Conducción cerrada de la instalación. y y y y y y y y

Ilustración 5. Foto de la cabeza de un módulo.

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http://www.frings.com/wEnglisch/essigtechnik/produkte/filtrationsanlagen_fmx.shtml?navid=29 http://www.frings.com/wEnglisch/essigtechnik/produkte/filtrationsanlagen_fmx.shtml?navid=29

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3.4.6. Tanques IV y V 

Hacia estos tanques se bombea el vinagre claro y casi estéril. Allí, el vinagre filtrado se diluye con agua potable a la concentración deseada para la venta. El proceso termina con el envasado y posterior pasteurización. 3.4.7. Bombas utilizadas a lo largo del proceso

Para transportar líquidos desde los tanques I y II al Acetator, se utilizan bombas  Acetator de carga, como las que se muestran en la Tabla 1.

Tabla

1. Bombas de carga.

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Para transportar líquido desde el Acetator al tanque III y desde este a los tanques IV y V, se utilizan bombas Acetator de descarga, como las que se muestran en la Tabla 2.

Tabla

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2. Bombas de descarga

http://www.frings.com/wEnglisch/essigtechnik/produkte/pumpen_ein_ausstoss.shtml?navid=40

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También se dispone de bombas con diferentes características de rendimiento.

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Ilustración 6. Bombas de carga y descarga.

Cabe aclarar que todas las bombas utilizadas durante el proceso son ácido resistentes.

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4. BIBLIOGRAFÍ A 1- ³Processo submerse du vinagre . [en línea]. Disponible en: http://www.ufrgs.br/alimentus/feira/prfruta/vinagre/submerso.htm . [Consulta: 16 de mayo de 2011]. 2- ³FRINGS. Technology meets Traditions . Disponible en: http://www.frings.com/wEnglisch/download.shtml . [Consulta: 14 de mayo de 2011]. 3- JAGNOW, G.; DAWIS, W. ³Biotecnología, introducción con experimentos modelos . Editorial Acribia. España. 1991. ´

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