Obtener etanol a partir de la cáscara de plátano verde y banano mediante un proceso de fermentación alcohólica que es catalizada por levadura

INTRODUCCION

La fermentación alcohólica es un proceso biológico en plena ausencia de aire (oxígeno - O2), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol CH3-CH2-OH, dióxido de carbono CO2 en forma de gas y unas moléculas de ATP que consumen los propios microorganismos como energía.

En este caso se aplicará dicho proceso con residuos de las cascaras de plátano verde y banano. Los ensayos se realizaran por separado y luego de ocho días de fermentación se filtrará y destilará el alcohol contenido en el producto para así determinar la cantidad de etanol obtenido.

1. PROBLEM QUESTION

Debido a que muchas industrias y restaurantes generan demasiados desechos de la cáscara de plátano y banano producto de sus actividades. ¿Es posible obtener etanol mediante un proceso de fermentación alcohólica que es catalizada por levadura a partir de la cáscara de plátano o banano y determinar cual de estas dos frutas produce más alcohol?

2. OBJECTIVES

2.1 MAIN OBJECTIVE

• Obtener etanol a partir de la cáscara de plátano verde y banano mediante un proceso de fermentación alcohólica que es catalizada por levadura.

2.2 SPECIFIC OBJECTIVES

• Realizar un proceso de fermentación alcohólica en cáscara de plátano verde.

• Realizar un proceso de fermentación alcohólica en cáscara de banano.

• Determinar la cantidad de alcohol producido.

3. HYPOTHESIS Y VARIABLES

3.1 HYPOTHESIS

Esperamos que en la cáscara de plátano verde y banano, el proceso de fermentación se de favorablemente gracias a la levadura y que al final de dicho procedimiento se pueda extraer alcohol etílico. También, esperamos que se produzca mas etanol a partir de la cáscara de banano, debido a que dicha fruta es mas dulce que el plátano y en la fermentación el alcohol se obtiene por la oxidación de la glucosa, la cual es un azúcar.

3.2 VARIABLES

En la tabla 1 se pueden encontrar las variables independientes, controladas y dependientes que se pueden aplicar a este proyecto.

Tabla 1. Variables Independientes, controladas y dependientes.

Variables Independientes Variables

Controladas Variables

Dependientes

Fermentación de Alcohol (cantidad de alcohol producido) Levadura

Tipo de Cáscara (Plátano o banano) Aireación

(en este caso ausencia de aire)

4. INVESTIGACIÓN

4.1 FERMENTACION ALCOHOLICA

La fermentación alcohólica (denominada también como fermentación del etanol o incluso fermentación etílica) es un proceso biológico de fermentación en plena ausencia de aire (oxígeno - O2), originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono (por regla general azúcares: como pueden ser por ejemplo la glucosa, la fructosa, la sacarosa, el almidón, etc.) para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol (cuya fórmula química es: CH3-CH2-OH), dióxido de carbono (CO2) en forma de gas y unas moléculas de ATP (Energia) que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico.

El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas, tales como el vino, la cerveza, la sidra, el cava, etc.1 Aunque en la actualidad se empieza a sintetizar también etanol mediante la fermentación a nivel industrial a gran escala para ser empleado como biocombustible.

La reacción química que se da es la siguiente:

C6H12O6 → 2 CH3-CH2OH + 2 CO2 + ENERGIA

Glucosa Etanol Dioxido de Carbono

4.2 LEVADURA

Las levaduras son cuerpos unicelulares (generalmente de forma esférica) y que están presentes de forma natural en algunos productos como las frutas, cereales y verduras. Son lo que se denominan: organismos anaeróbicos facultativos, es decir que pueden desarrollar sus funciones biológicas sin oxígeno.

Figura 1. Microfotografía de la levadura

Los microorganismos responsables de la fermentación son de tres tipos: bacterias, mohos y levaduras. Cada uno de estos microorganismos posee una característica propia sobre la fermentación que son capaces de provocar. En algunos casos son capaces de proporcionar un sabor característico al producto final (como en el caso de los vinos o cervezas).

5. DESARROLLO

5.1 MATERIALS AND PROCEDURE

5.1.1 MATERIALS

• 2 Frascos de vidrio de 4L • Tijeras

• 2 Frascos de vidrio pequeños • Cuchillos

• 2m de Manguera plástica de 1/2pulg. • Tabla para picar verduras

• Plastilina azul • Estufa electrica o a gas

• Colador

• Papel Filtro cualitativo

• Levadura activa • 2 Olla mediana

• 10lb de Plátano verde

• 10lb de Banano

• Tabla de madera triplex de una pulgada de grosor y de medidas de 60x80 cm.

• Licuadora • Sistema de destilación sencilla de laboratorio

• Beacker de plástico de 1L

5.1.2 PROCEDURE

El proyecto se va a realizar en tres etapas

a. Fermentación:

1. Preparación de la muestra: se toman 3 libras de cáscara de plátano verde o de banano y se lleva a pequeños tamaños licuándose con poca agua. Luego se transfiere el licuado a una olla mediana y coloca a hervir aproximadamente de 15 a 20 minutos.

2. Se deja enfriar la mezcla.

3. En el frasco de vidrio de 4L (Bio-reactor), se agregan 10 g de levadura por cada libra de cáscara de muestra utilizada para la fermentación.

4. Se transfiere la mezcla fría al Bio-reactor y se completa con agua a un volumen aproximado de 3 L.

5. Se tapa muy bien el frasco y se le hace un agujero a la tapa.

6. Se adapta la manguera de plástico al agujero para permitir la salida de gases.

7. Para evitar el ingreso de aire (Oxigeno), se sella la tapa con plastilina.

8. El otro extremo de la manguera se coloca dentro de una botella pequeña que contenga agua, tal como lo muestra la figura X. Esto para observar la salida de gases del Bio-reactor.

9. La fermentación se deja por 8 días. Agitándose constantemente para permitir la salida

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