Etanol a partir de jugo de pulpa de café go de pulpa de café

Investigación y Desarrollo CoopeTarrazú R.L.
EN BÚSQUEDA DE SOLUCIONES PRÁCTICAS
Etanol a partir de jugo de pulpa de café
Investigación y Desarrollo
CoopeTarrazú R.L.
Ing. Edgar Valverde Camacho
Introducción
Uno de los casos más adelantados es el
compost mejorado, el cual está siendo
trabajado por el profesional en Manejo de
Recursos Naturales, don Eduardo Alvarado
con la asesoría del Dr. Julio Mata y el Dr.
Ronald Arrieta, ambos de la Universidad de
Costa Rica. Todo esto en conjunto con la
Gerencia de Campo de la cooperativa, para
llevar el desarrollo tecnológico de la mano
con su aplicación.
El departamento de Investigación y
Desarrollo de CoopeTarrazú R.L. ha venido
trabajando en una serie de alternativas para
el aprovechamiento de los principales
subproductos del café, especialmente la
pulpa (o broza) de café. En la Figura 1 se
observa un esquema general de la visión del
departamento.
Figura 1. Ruta global del aprovechamiento de subproductos del café
Otro de los proyectos más adelantados es la
producción de etanol a partir de jugo de
pulpa de café. Al ser la pulpa un sustrato con
un contenido apreciable de azúcares,
inicialmente era importante determinar si
estos son fermentables para así entrar en el
diseño de ingeniería de un proceso piloto. En
la Figura 2 se observa una fotografía del
sistema que se confeccionó para realizar la
fermentación de jugo de pulpa y poder
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determinar que es efectivamente posible
producir etanol a partir de este desecho.
Figura 2. Jugo de pulpa de café (izq.) fermentador piloto (der.)
Materiales y métodos
El fermentador constó de un estañón de
aceite abierto en la parte de arriba, y un
serpentín de enfriamiento.
La fermentación constó en prensar un poco
de jugo de pulpa y agregarlo lentamente a
una
crema
de
levadura
preparada
anteriormente con agua y ácido. Luego se
mantuvo un control en el tiempo de la
concentración de azúcar (grados Brix)
utilizando un aerómetro. Los principales
resultados se graficaron con respecto al
tiempo utilizando un modelo matemático
para fermentaciones por lotes, y se presenta
en la Figura 4.
Las mediciones se realizaron periódicamente
cada 30 minutos y se repitió el experimento
cuatro
veces
para
poder
obtener
reproducibilidad de en resultados.
Posteriormente se separó el etanol producido
tanto en laboratorio como en una columna de
destilación facilitada por el CICAFE, como se
muestra en la Figura 3.
Figura 3. Destilación de laboratorio (izq.) y piloto (der.)
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Resultados y discusión
Al tener una claridad si es posible o no
realizarlo, se iba a proceder a realizar el
diseño de ingeniería y viabilidad financiera.
En la Figura 4 se presentan los resultados más
importantes de la fermentación.
El objetivo principal del experimento era
determinar, con pruebas sencillas, baratas y
prácticas, la posibilidad de producir etanol a
partir del jugo de pulpa de café.
Experimental
Teórico
CnAzúcar (°Brix)
20
18
16
14
12
10
0
50
100
150
t (min)
Figura 4. Resultados de la experimentación
Se puede observar cierta claridad y
consistencia
entre
los
resultados
experimentales y el modelo matemático.
El destilado obtenido en el laboratorio
permitió
identificar
las
diferentes
temperaturas de equilibrio, o mejor dicho, la
cantidad de compuestos que se generaron en
la fermentación que son difíciles de separar
(como el sistema de agua-etanol).
De igual manera son aproximaciones, pero lo
vital de esta situación es que, al haber
consumo de azúcar de la Saccharomyces
cerevisiae, debe de haber producción de
alcohol etílico. Sin embargo, se debía de
garantizar esto, no solo bajo conocimiento
teórico, sino para obtener un parámetro para
poder generar un diseño de ingeniería. Sin la
concentración de etanol, no se puede diseñar
las columnas de destilación para un proceso
piloto industrial.
Las fracciones se enviaron a analizar al
Laboratorio de Servicios Analíticos de la
Escuela de Química de la Universidad de
Costa Rica.
Se utilizó la técnica de
cromatografía de gases de identificar
especies como lo son: metanol, etanol,
acetato de etilo, acetaldehído, etc. Todos
estos compuestos químicos son sintetizados
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en menor o mayor proporción en los procesos
de fermentación, y debe de tenerse un
parámetro aproximado para hacer los diseños
correspondientes para los procesos de
separación. En la Figura 5 se observan los
destilados obtenidos.
Figura 5. Producto de la destilación del vino producido a partir de jugo de pulpa de café
Del destilado completo se obtuvo una
concentración de 55% vol/vol de etanol, más
trazas varias de las especies mencionadas
anteriormente.
de 5% vol/vol sin agregar miel de purga
y un 8% vol/vol agregándole.
Contacto
Conclusiones
Gerencia de Investigación y Desarrollo
CoopeTarrazú R.L.
Tel.: 2546-5520
Correo: [email protected]
 Los azúcares presentes en el jugo de
pulpa de café son fermentables.
 Adicionar miel de purga al jugo de
pulpa aumenta la tasa de producción
de etanol.
 La fermentación de jugo de pulpa
produce un vino con una concentración
Ingeniería Química
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