Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería...

21
Derivados vínicos Aunque la industria de la destilación no tiene un peso significativo en Argentina, sí es interesante desde el punto de vista del máximo aprovechamiento de la uva. Del orujo que resta de la vinificación (piel y semillas) sólo el 5% se destina a la destilación, el resto vuelve a la tierra como abono orgánico. De las borras y los orujos que las bodegas entregan a las plantas destiladoras se obtiene una solución llamada flema alcohólica, que tiene 80% de alcohol. También se extrae el ácido tartárico y las semillas de uva se usan para elaborar aceite de uva. Los derivados vínicos son: Ácido tartárico: se usa fundamentalmente en la industria alimenticia (jugos, bebidas, gaseosas y panadería). Además, la enología utiliza este ácido para corregir la falta de acidez en algunos vinos. También se deriva a productos farmacéuticos como vitaminas efervescentes, sales de fruta, entre otros. Aceite de uva: una vez refinado, es utilizado como comestible. Alcohol etílico: se destina a la elaboración de otras bebidas alcohólicas como agua ardiente o grapa. También se utiliza en la industria farmacéutica. Bitartrato de potasio. Orujo agotado y borras: se emplean en agricultura como abonos orgánicos. El mercado de los derivados vínicos está directamente relacionado con el volumen de las cosechas vitivinícolas y, lógicamente, se encuentra localizado en las zonas productoras de vino. Empresas DERIVADOS VINICOS S.A. Variante Ruta Prov. 50 s/n. Palmira, Mendoza. TARCOL S.A. Gral. Gutiérrez, Mendoza.

Transcript of Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería...

Page 1: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

Derivados vínicosAunque la industria de la destilación no tiene un peso significativo en Argentina, sí esinteresante desde el punto de vista del máximo aprovechamiento de la uva. Del orujoque resta de la vinificación (piel y semillas) sólo el 5% se destina a la destilación, elresto vuelve a la tierra como abono orgánico.

De las borras y los orujos que las bodegas entregan a las plantas destiladoras seobtiene una solución llamada flema alcohólica, que tiene 80% de alcohol. También seextrae el ácido tartárico y las semillas de uva se usan para elaborar aceite de uva.

Los derivados vínicos son:

Ácido tartárico: se usa fundamentalmente en la industria alimenticia (jugos,bebidas, gaseosas y panadería). Además, la enología utiliza este ácido paracorregir la falta de acidez en algunos vinos. También se deriva a productosfarmacéuticos como vitaminas efervescentes, sales de fruta, entre otros.

Aceite de uva: una vez refinado, es utilizado como comestible. Alcohol etílico: se destina a la elaboración de otras bebidas alcohólicas como

agua ardiente o grapa. También se utiliza en la industria farmacéutica. Bitartrato de potasio. Orujo agotado y borras: se emplean en agricultura como abonos orgánicos.

El mercado de los derivados vínicos está directamente relacionado con el volumen delas cosechas vitivinícolas y, lógicamente, se encuentra localizado en las zonasproductoras de vino.

Empresas

DERIVADOS VINICOS S.A.

Variante Ruta Prov. 50 s/n. Palmira, Mendoza.

TARCOL S.A.

Gral. Gutiérrez, Mendoza.

Page 2: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

Alcohol vínico

El alcohol es obtenido a partir de borras, orujos y vinos, quienes son sometidos ensucesivos procesos de destilación, hasta alcanzar un producto óptimo, acorde a lasexigentes demandas de la industria local e internacional.

Materias primas

Borras sólidas, borras fluidas, claros de borra, carbonato de calcio, sulfato de calcio.

Producción de alcohol a partir de borras sólidas

Se hace una suspensión de borras sólidas en agua fría, se zarandea y se envía a lascolumnas de borra. Por la parte superior de estas sale una flegma de 20-30°GL, quese envía a la columna elevadora de grado (produce flegma de 80°GL), luego a lacolumna desmetilizadora (de aquí se extrae alcohol mal gusto) y por último a lacolumna rectificadora, la cual produce alcohol de 95°GL. Con 120-150 toneladas seobtienen 4-5000 lts de alcohol de baja calidad.

Producción de alcohol a partir de borras fluidas

La borra almacenada en piletas se pasa por zarandas y se envía a la columna deborra. La flegma obtenida (35-40°GL), se envía a la columna elevadora de grado, a ladesmetilizadora y a una rectificadora. El alcohol que se obtiene es de 95-97°GL. Con170-230 toneladas se obtienen 16000 a 25000 lts de alcohol.

Producción de alcohol a partir de claros de borra

Se envían los claros a la columna de borra y de ahí se envían a la columna elevadorade grado, a la desmetilizadora y a una rectificadora. El alcohol que se obtiene es de95-97°GL. Los claros de borra, debido al bajo contenido de impurezas, producen unalcohol más puro. Con 200-250 m3 se obtienen de 20000 a 28000 lts de alcohol.

Destilación fraccionada

La destilación fraccionada es un proceso físico utilizado paraseparar mezclas(generalmente homogéneas) de líquidosmediante un amplio intercambio de calor ymasa entre vapor ylíquido. Se emplea cuando es necesario separar solucionesdesustancias con puntos de ebullición distintos pero cercanos.

Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada

La columna fraccionadora que se usa con más frecuencia es la llamada torre deburbujeo, que está formada por platos que están dispuestos horizontalmente.

Cada plato está formado por una cantidad de portacalotas y calotas, que obligan alvapor a mantener un íntimo contacto con el líquido que desciende.

Page 3: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

El proceso de destilación fraccionada es un conjunto de equilibrios entre temperatura,presión y caudal. El control de todos ellos, deriva en la obtención de un alcohol de altacalidad.

El objetivo es obtener la mayor cantidad de alcohol etílico vínico, libre de aromasdesfavorables.

Columna hidroselectora

En esta columna se haceun lavado del alcohol, conel fin de separar loscompuestosvolátiles queno son miscibles con elagua.

El alcohol sale por la parteinferior, con una concentración de 10-15%v/v, casi limpiodeimpurezas volátiles exceptoel metanol

Columna rectificadora

Page 4: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

Esta columna eleva la concentración de alcohol desde 10-15 % v/v hasta 96 % v/v,libre de impurezas con excepción del metanol.

Columna desmetilizadora

En esta columna se produce la separación del metanol, el que se concentra en lacabeza de donde se lo extrae.

El alcohol etílico se lo saca por la parte inferior.

Page 5: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

Producción de alcohol vínico (En litros)

Despachos con destino a bodegas (En litros)

Page 6: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

Producción de tartrato de calcio a partir de borras sólidas

El efluente que sale por el fondo de las columnas de borra, a temperatura deebullición, pasa por una zaranda fina e ingresa a un tanque de precipitación. A estetanque también ingresa en forma continua una suspensión de yeso y carbonato enagua, quienes reaccionan con el bitartrato de potasio contenido en la borra,produciendo tartrato de calcio. La reacción se efectúa a 70-75°C, y se controla laadición de yeso y carbonato por pH, el cual debe estar alrededor de 4,8. Valoressuperiores a este hacen precipitar pectinas e impurezas que perjudican la calidad deltartrato de calcio. A continuación del tanque de precipitación, la mezcla de productosva pasando por tres tanques más donde además de completarse la reacción yenfriarse la mezcla disminuyendo la solubilidad del tartrato de calcio, se obtiene uncrecimiento de los cristales. Luego del cuarto tanque, la mezcla ingresa a la batería deciclonado, donde se obtiene una suspensión de tartrato de calcio en agua y unefluente residual que contiene el resto de la borra, ya sin alcohol ni bitartrato. Lasuspensión de tartrato de calcio en agua, se envía a las piletas de filtración donde seles extrae el agua por vacío, el tartrato húmedo se seca con una corriente de airecaliente, que a su vez lo envía a una tolva de stock. El efluente residual se envía aunas piletas excavadas en la tierra donde se seca por evaporación y percolación. Con120-150 toneladas se obtienen de 6000 a 10000 kg de tartrato de calcio.

Producción de tartrato de calcio a partir de borras fluidas

El proceso es el mismo que el de borras sólidas. Si se están procesando estassimultáneamente con las borras fluidas, el efluente de la columna de borras fluidas sejunta con el de las columnas de borras sólidas, y ambas van al mismo tanque deprecipitación.

Si se está procesando borras fluidas solamente, entonces el efluente de la columna deborras fluidas va al tanque de precipitación. Como el contenido de acidez tartárica enlas borras fluidas es mucho menor al de las borras sólidas, la cantidad obtenida detartrato de calcio también es menor. Dependiendo de la concentración de las borrasfluidas, de 170-250 toneladas se obtienen unos 2000 a 5000 kg de tartrato de calcio.

Producción de tartrato de calcio a partir de tártaros (conversión)

Se agrega tártaro molido a un tanque con agua caliente, casi en ebullición. Luego dehomogeneizada la mezcla, se le agrega carbonato de calcio hasta un pH de 6,5. Una

Page 7: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

vez alcanzado este valor, se corta el suministro de vapor y sin enfriar, se le agrega lacantidad necesaria de sulfato de calcio para completar la reacción. Se deja decantar,se elimina el líquido y se vuelve a echar agua fría, agitando para lavar el tartrato decalcio obtenido. Luego de realizar esta operación tres veces, se verifica l contenido dek e el líquido de lavado, y si ya ha llegado a los niveles requeridos se da porcompletada la reacción, y el tartrato de calcio se bombea hacia una cuba donde se lohará reaccionar con ácido sulfúrico.

Ácido tartárico

El L(+) Ácido Tartárico es un acidulante orgánico natural, sólido cristalino y anhidro,muy soluble en agua. Esta ampliamente distribuido en numerosas especies vegetales,tanto en su forma libre o como en forma de sal. Se lo encuentra en numerosos frutos,especialmente en las uvas.

Existen cuatro estéreo-isómeros del Ácido Tartárico, de los cuales solamente la formaL(+) es la natural.

Fórmula: H2C4H4O6

Fórmula estructural

Usos

El L(+) Ácido Tartárico es particularmente usado en alimentación, la industriafarmacéutica y la del vino. Existen también numerosas aplicaciones en otros campos.Los principales usos del L(+) Acido Tartárico son:

En la acidificación de mostos de vino. Como un acidificante y mejorador de sabores en dulces, golosinas,

mermeladas, helados y gelatinas. Como preservador de frutas, vegetales o pescados, donde actúa como un anti-

oxidante y estabiliza el pH, color, sabor y valores nutricionales. En la preparación de bebidas carbonatadas. Como anti-oxidante en grasas y aceites.

Page 8: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

En la industria farmacéutica como un excipiente o carrier para el activoprincipal ayudando a corregir el pH. También se lo utiliza por sus propiedadesópticas como agente de identificación óptico.

Debido a su simplicidad de uso, estabilidad y alta solubilidad, es usadofrecuentemente como un agente de acidificación en tabletas y polvosefervescentes.

Como emulsificante y preservante en la industria de panificación. En pulido y limpieza de metales. Como agente retardante en la industria del yeso por proyección.

Materias primas:

Tartrato de calcio, ácido sulfúrico, tártaro, cloruro de sodio, carbonato de bario, carbónactivado, sulfuro de bario, cal, amianto, tierra filtrante, carbonato de calcio, sulfato decalcio.

Tradicionalmente las materias primas para el proceso de fabricación del ácido tartáriconatural son: Tartrato Cálcico, Tártaro, Crémor Tártaro.

Tartrato Cálcico

El tartrato cálcico se obtiene como subproducto de las destilerías vínicas, una veztransformado el bitartrato potásico.Llega a la planta en forma de pequeños cristales,generalmente de color amarillo o morado, que es almacenado en silos. Su riquezatartárica oscila entre 45 – 52 %.

Tártaro

El tártaro es el bitartrato potásico impuro que cristaliza formando una costra en lasparedes de los depósitos donde se almacena el vino. A la planta, llega en forma decostras troceadas y secas. Su riqueza tartárica oscila entre 60 – 70 %.

Crémor Tártaro

El crémor tártaro es también bitartrato potásico impuro. Se obtiene, principalmente, enlos fondos de los depósitos donde se ha almacenado mosto de uva concentrado, ovino al que se le ha sometido a un proceso previo de refrigeración para eliminar las

Page 9: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

sales que, tras el envasado, podrían precipitar con el tiempo. Este producto llega a lafábrica en forma de pasta cristalina húmeda. Su riqueza tartárica sobre base húmedaoscila entre 50 – 60 %.

Fabricación de ácido tartárico

1) Descomposición-filtración

El tartrato ingresado desde la tolva se hace reaccionar con ácido sulfúrico, usandocomo medio, líquido de baja concentración tartárica.

Luego de ajustada la reacción por laboratorio, dejando un exceso de acidez sulfúricade 4-5 gr/lt, se envía a otras cubas donde se deja decantar. Se toma el barrodecantado y se filtra por filtros rotativos al vacío, los que retinen la capa de sulfato decalcio (yeso). El yeso retenido por el filtro se envía a cubas donde se lava con agua yse vuelve a pasar, repitiendo este procedimiento hasta que el líquido proveniente deesos lavados muestre una acidez inferior a 0,8°Be. Los líquidos filtrados se unen conel líquido de decante y se envían a los evaporadores de líquidos flacos.

2) Evaporación de líquidos flacos

Los líquidos se evaporan desde una concentración de uno 150 gr/lt hasta unos 600gr/lt de ácido tartárico. Llegada a esta concentración se hierven para hidrolizar yprecipitar peptinas, y se descargan a cubas donde se deja decantar.

3) Tratamiento químico

Los líquidos decantados de las cubas se envían a otras cubas donde se les adicionacarbón activado, carbonato de bario y sulfuro de bario, para eliminar color, exceso deacidez sulfúrica y metales pesados. Luego de dejar decantar, se envía el líquido alfiltro prensa, donde luego del agregado de amianto y tierra filtrante, se filtra. El líquidofiltrado aquí se envía a las columnas de intercambio, donde eliminamos los cationesFe, K, Ca, Al, Mg y Na.

4) Evaporación de líquidos blancos

La solución tartárica emergente de las columnas de intercambio se envía a losevaporadores de líquidos blancos. Estos efectúan la concentración y cristalización delácido, obteniéndose una suspensión de ácido tartárico en solución concentrada delmismo (líquido madre), la cual se envía a los granuladores. En estos se les da uncierto tiempo de residencia para enfriar la suspensión, y aumentar el tamaño cristalino.El cristal obtenido se denomina cristal A.

5) Secado y embolsado

La suspensión de ácido tartárico se envía de los granuladores a la centrífuga. Loscristales caen de la centrifugadora al horno de secado y por transporte neumático son

Page 10: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

enviados a la zaranda, la cual los clasifica en tres tamaños: Granulado (retenido pormalla 60), Eno (pasa por malla 60 y se retiene en malla 120) y Polvo (pasa por malla120), cada tipo pasa a una tolva y una boca de embolsad.

El líquido madre, separado de los cristales se envía a un tanque, y cuando se hareunido suficiente cantidad, se carga de nuevo en el evaporador, obteniéndose uncristal B. el líquido madre sacado del cristal B también se envía a otro tanque y sevuelve a evaporar obteniéndose un cristal llamado M1. Luego el líquido madreobtenido de este cristal se evapora nuevamente, pero debido a la alta concentraciónde impurezas que se fueron concentrando, el cristal obtenido no se envasa, sino quese redisuelve y se envía a la etapa de tratamiento químico. El líquido madre de esaoperación se envía a precipitación con cal para obtener tartrato de calcio y eliminarimpurezas. Ese tartrato se envía a descomposición.

Bitartrato de potasio

El bitartrato de potasio, también conocido como hidrogenotartrato de potasio es unsubproducto de la producción del vino. En cocina se llama cremor tártaro. Tiene lafórmula química KC4H5O6. Es la sal ácida del potasio del ácido tartárico.

Page 11: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

Hay cristales de bitartrato potásico presentes en las botellas de vino cuando éstas hansido sometidas a bajas temperaturas.

Aunque la presencia de estos cristales no afecta de forma negativa al sabor del vino,para los consumidores la presencia de estos precipitados cristalinos denota un defectoy rechazarían el vino ya que desconocen el origen del precipitado, generandodesconfianza en la marca.

La presencia de bitartratos en una botella no afecta en absoluto sus cualidadesorganolépticas pero muchos consumidores, sobre todo en España, rechazan botellasen las que se aprecian estos cristales.

Esta precipitación se encuentra en menorcantidad o no la encontramos en los vinosque han pasado por un proceso de estabilización.

Existen procesos cuyo objetivo principal es inhibir la precipitacióndelbitartratopotásico,aunque no siempre algunos de ellos son totalmente eficaceso noson del todo estables en el tiempo.

Obtención:

Se fabrica a partir del ácido cristalino natural depositado en las paredes de losdepósitos de las bodegas.

En todos los vinos, hay presencia de bitartrato de potasio (KHT). La aparición debitartrato sólido depende de la temperatura, de la concentración en bitartrato (soluble)que tiene el vino, de la cantidad en alcohol. Si la concentración en bitartrato essuperior a la solubilidad del bitartrato a una temperatura dada, hay riesgos deprecipitación y entonces aparición de cristales, que son bitartrato de potasio.

Estados del bitartrato potásico:Hay 3 situaciones para explicar la presencia o no de bitartrato en el vino:

Zona 1: El vino es estable para temperaturas elevadas o/y una baja concentración enbitartrato (KHT). No hay riesgos de precipitaciones y el vino puede disolver elbitartrato. Para un valor dado de KHT, la temperatura de saturación (valor de la

Page 12: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

temperatura con la curva de intersección A) muestra la temperatura a partir de la cualel vino puede disolver el bitartrato.

Zona 2: Entre las curvas A y B (curva de precipitación), hay riesgos de precipitacionesy entonces aparición de cristales. Es la zona inestable. Si hay micro-cristales debitartrato, van a crecer.

La curva A es conocida por todo tipo de vino, mientras que la curva B depende delvino.

Zona 3: Hay todo el tiempo precipitaciones y entonces presencia de cristales debitartrato potásico. La aparición de bitartrato se sitúa en condiciones de bajastemperaturas (0-2°C).

Factores que influyen sobre la precipitación :

o Temperatura: mientras más baja la temperatura, las posibilidades deaparición de bitartrato son mayores.

o Cantidad de alcoholo Presencia de inhibitorio liberado por las levaduras presentesen el vino

que paren el crecimiento de los cristales.

Estabilización tartárica:Todos los vinos pasan por una etapa de estabilización tartárica, con el objetivoprincipal de recuperar el bitartrato de potasio, y entonces eliminarlo del vino, para teneral fin, una botella de vino sin bitartrato de potasio. Este bitartrato que se recupera esun bitartrato impuro.

Tratamiento por frio:El tratamiento con frío, con o sin siembra de cristales, requiereuna alta inversión en depósitos isotermos, equipos de frio, alto consumo eléctrico,conlleva una duración de 5 a 10 días y en el caso de realizar siembra conlleva uncoste en producto y procesado. Además requiere una filtración posterior. Los sistemasaplicados son una imitación de los procesos naturales de estabilización por el frío. Losvinos deben llevarse a un punto cercano a su congelación, pudiendo determinarseesta temperatura, así como también la de tratamiento.

Estabilización de larga duración:Consiste en refrigerar el vino a la temperatura detratamiento, cercana a la temperatura de congelación, introduciéndolo a continuaciónen un depósito isotérmico, dentro de una cámara frigorífica que mantenga dichatemperatura, y dejándolo durante un tiempo variable de 7 a 12 días para los vinosblancos y de algunas semanas para los tintos en el transcurso de los cuales seproduce una insolubilización espontánea de los tartratos.

Estabilización de corta duración: Se reduce el tiempo de estabilización a unas 4 a 6horas, e incluso algo menos en vinos blancos utilizando temperaturas del orden de0ºC. Se utilizan depósitos isotérmicos de fondo cónico (cristalizadores) y se siembrancon tartratos molidos de un tamaño menor a 50 μm.

Tratamiento con frio en continuo:Es útil para bodegas que manipulan grandescantidades de vino. Requiere una inversión muy elevada, la instalación es compleja,tiene un elevado coste energético y no se obtienen los resultados esperados: existe unaumento de pH y una disminución de acidez. Requiere adición de bitartrato y unafiltración posterior. En determinados vinos tintos este tratamiento no es efectivo por sualta carga coloidal, el resultado es más satisfactorio en vinos con pequeña carga

Page 13: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

coloidal como el caso de los blancos y rosados. Funciona de la siguiente forma: el vinoa estabilizar accede a un recuperador de calor, se pre enfría con el vino estabilizado yfrío que sale de la línea, pasa a un intercambiador de calor acoplado a un grupo defrío. Después el vino se introduce en un dispositivo de cristalización donde se producela insolubilización y precipitación de los tartratos.

Estabilización con tartrato de calcio:El tartrato de calcio se añade al vino comocoadyuvante tecnológico para favorecer la precipitación del tártaro y contribuir a laestabilización tartárica del vino, reduciendo su concentración final de tartrato ácido depotasio y tartrato de calcio. La dosis máxima autorizada es de 200 g/hL.La adición detartrato de calcio debe ir acompañada de una agitación y un enfriamiento del vino,seguido de la separación, por procedimientos físicos, de los cristales que se formen.

Las técnicas de estabilización no están bien desarrolladas, ya que además de eliminarel problema de la precipitación tartárica se pueden eliminar compuestos favorablespara el vino como son aromas y polifenoles modificando por lo tanto las característicasorganolépticas del vino.

Recuperación: El bitartrato impuro formado por la precipitación resultada de laestabilización tartárica es recuperado sobre las paredes de los tanques durante ellavamiento de ellos.

Envío: El bitartrato es enviado a una destilería para ser tratado.

Tratamiento: El bitartrato impuro es tratado según diferentes procesos para lograr alproducto final.

Producto final:

En el comercio, el bitartrato se encuentra sobre una forma de polvo blanco. Es posiblecomprarlo en América Latina en los comercios. En Europa, la manera más fácil deencontrarlo es en farmacias.

Propiedades químicas:

Densidad (20°C): 1,25 Temperatura de fusión: 230°C

Apariencia blanca y fina Tarro de 60gr Saco de 25kg

Page 14: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

pH (20°C en agua): 3,4 No soluble en el alcohol etílico Soluble en el agua: 6,17 g/L a 20°C y 62,5 g/L a 100°C

Almacenamiento – Estabilidad:

El crémor tártaro debe estar conservado en un empaque hermético y almacenado enun lugar seco sin humedad y en condiciones normales de temperaturas. El bitartratoes un compuesto estable que no cambia en el tiempo, si las consignas sonrespetadas. Una fecha de expiración existe, en general es de 5 años.

Utilización:

Industria alimentaria:El cremor tártaro se emplea con mucha frecuencia, más de la que creemos, en laindustria alimentaria. Es el aditivo denominado E-336, y su uso se extiendeprincipalmente como uno de los ingredientes de la levadura química usada enrepostería, para la elaboración de bebidas carbonatadas como la gaseosa. Tambiénen los caramelos, confites, goma de mascar, conservas vegetales, mermeladas,salmueras, salsas, sopas deshidratadas y otros productos. Pues a nivel casero lo máshabitual es utilizarlo como estabilizante para las claras de huevo cuando preparamosmerengues. A veces también se añaden a los dulces o cubiertas para darles unatextura más cremosa, ya que ayuda a evitar la cristalización del azúcar.

Vitivinicultura:Utilizado durante la estabilización tartárica para mejorar la precipitación. Favorece lacristalización.

Industria farmacéutica:El potasio es un mineral esencial para el cuerpo humano, participa en varias funcionesvitales para la salud. Su acción principal se sitúa sobre la contracción de losmúsculos, particularmente la del corazón. Actúa sobre los riñones, controla también elpH de las celulosas. El bitartrato de potasio es una manera de completar las carenciasen potasio.

Aceite de pepitas de uva:La producción argentina de uva se centra en las provincias de Mendoza y San Juan,destinada a la producción de vino, cómo resultado de su proceso, la industria vinícolagenera gran cantidad de residuos orgánicos que deben ser adecuadamenteadministrados para evitar posibles impactos derivados de su vertido al medioambiente. Pero por otra parte, ofrece la posibilidad de la valorización de los residuosmediante recuperación de sustancias de valor comercial. Este aprovechamientoconstituye al aumento de la sostenibilidad de la actividad y su integración con el medionatural.

Una de las posibilidades es el aprovechamiento de las pepitas de uva para laobtención de aceite. El Código Alimentario Argentino en su artículo 532 define al“aceite de uva o de Pepita de uva, el obtenido de semilla de distintas variedades deVitisvinifera L.”

Page 15: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

El proceso de elaboración comienza con la separación de la semilla del orujo. Ésta seseca y se muele para extraer el aceite, que luego es refinado. Se requierenaproximadamente 15 toneladas de pepita para obtener una de aceite.

Por tratarse de un subproducto, la producción de aceite está condicionada por laproducción de uva. Por lo tanto el incremento en los niveles de producción dependerádel aumento en el número de viñedos.

Mercado interno:

En Argentina, las empresas más importantes productoras de aceite de pepita uva sonOlivi Hermanos y Molinos Rio de la Plata. En general este producto es envasado enuna presentación diferencial apuntando a un mercado Premium, a diferencia del restode los aceites que se consideran commodities. Algunas marcas que se comercializana nivel local son OliviHnos, Familia Pichot, Cocinero, entre otras.

Exportaciones:

El consumo interno de aceite de uva es bajo por lo que en gran medida se destina a laexportación. El principal destino es Chile, por volumen y continuidad. Son crecienteslas ventas a Estados Unidos y en años recientes, también se exportó a la UniónEuropea.

La evolución de las exportaciones y los principales destinos se resumen en lossiguientes cuadros:

Si bien se registran importaciones, principalmente desde la Unión Europea y Brasil, elintercambio internacional de aceite de uva muestra una balanza comercial positivasegún se detalla en la siguiente tabla:

Page 16: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

Fuente: www.alimentosargentinos.gob.ar

PROCESO:

1-Recepción de materia prima (orujo agotado)

Para la elaboración del aceite de uva se utiliza el residuo proveniente de bodegas.Este residuo es el orujo agotado, el cual se apila en montañas que quedan al airelibre sin ningún inconveniente, salvo el aumento de la acidez. Sería convenientemantener una acidez no mayor al 2%, pero debido a que en el estacionamiento lasemilla absorbe humedad, esta varía según la época del año. Esta variación es de un1% en los primeros meses del año y de 4% a fines del año. Esta acidez no afecta alproceso de extracción, pero sí al proceso de neutralización.

La materia prima es pesada en la báscula antes de ingresar.

2-Secado (Horno Rotativo)

Al llegar el orujo agotado a la planta este se ubica dentro del lagar, que es una piletacuya boca se encuentra al ras del piso. Su forma es rectangular, permitiendo queel orujo alimente permanentemente a un tornillo sin fin el cual a su vez cargue elhorno con un elevador de cangilones.

El orujo contiene humedad en un 45%, (humedad que absorbe del ambiente). Estahumedad interfiere en el proceso de extracción, disminuyendo la viscosidad del aceite.Por lo tanto, debe realizarse el secado, llevando el contenido de humedad a un valoróptimo para la extracción (10%). El proceso de secado consiste en someter al orujo a laacción del calor, con el objetivo de que la humedad contenida en el sólido se separe enforma de vapor (se libera a la atmósfera).

La temperatura del proceso alcanza los 600 °C a la entrada del horno y 120 ºC a lasalida por lo existe una transferencia de temperatura a la semilla que es de 90 ºC(amayor temperatura se quema la semilla) El tiempo del proceso es de 12 a 20 minutos.

3- Tamizado (Zaranda Vibratoria Circular)

Luego del secado el orujo, compuesto por semillas, hollejo, arena y otros residuos, estransportado por medio de un cangilón hacia la próxima operación que consiste enseparar la semilla de uva de todas las impurezas mencionadas anteriormente.

Este proceso se realiza a través de una zaranda vibratoria circular. La cual estácompuesta por dos mallas de acero. Una separa impurezas de mayor tamaño quelas semillas y la otra malla separa la semilla. Por la parte inferior de la zaranda seobtiene todas las partículas de menor tamaño que atravesaron las dos mallas.

Page 17: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

Esta tarea se realiza con el fin de obtener únicamente la semilla para elprensado.

4- Prensado en frio (Prensa de Tornillo)

Una vez obtenidas las semillas limpias, estas se transportan por medio de tornillos sinfin dispuestos en serie de tal manera que alimentan las prensas para realizar elproceso de obtención de aceite por prensado.

Esto se lleva a cabo exclusivamente por prensas continuas las cuales son utilizadaspara la extracción del aceite de pepitas de uva. Todas las prensas continuas tienen elmismo principio de funcionamiento. Se basan en la extracción a alta presión que seobtiene por medio de un tornillo sin fin que arrastra el material hacia una salida cónica.Alrededor de este tornillo se ubica una caja muy consistente formada por barrasespeciales y dispuestas de tal forma que forman la llamada cuba o jaula, que tiene unaserie de espacios muy finos a lo largo de la misma y por las cuáles fluye el aceiteobtenido.

Mientras que la semilla corre dentro del cañón de la prensa, cada vez aumenta máspresión. Como consecuencia del alto nivel de compresión y temperatura el aceite salealrededor de los anillos que forman el cañón, se acumula en la parte inferior de laprensa y a través de una cañería que une la salida de aceite de las otras prensas setrasporta hacia un tanque pulmón para la próxima operación. La materia residual llegaa la punta de la prensa y sale como torta

5- Decantado Mecánico (Decanter)

Una vez obtenido el aceite de la operación anterior se procede a eliminar los sólidosen suspensión que trae el aceite. Para esto se utiliza un decantador mecánico, que esuna centrifugadora horizontal. El decantador tiene un tambor con un transportador detornillo helicoidal que comprende un cuerpo y un tornillo. El decantador realiza unaseparación de tres fases, dos líquidas (aceite y agua) y una sólida (que contenía elaceite).

Esta operación consiste en tomar el aceite acumulado en el tanque pulmón y previo alingreso al decantador se realiza una inyección de agua, aproximadamente en un 25%de la carga para hidratar los sólidos que tiene el aceite. Una vez dentro del decantadory debido a la gran velocidad de rotación del tambor, se separa la fase pesada (sólidos)a través de un orificio de descarga que hay en el tambor, por otro lado, se obtiene porseparado el agua y el aceite.

6- Almacenamiento de Aceite Crudo

El aceite proveniente del decantador es enviado por bombeo a los tanques dealmacenamiento ubicados en el Almacén de producto semielaborados.

7- Refinación, fraccionamiento y almacenamiento final

Refinado: Es el proceso físico químico al que se someten los aceites para mejorar suscaracterísticas organolépticas y de acidez. Durante el refinado se realizan lassiguientes operaciones:

Winterización o invernación consiste en el enfriamiento del aceite para eliminar losglicéridos de punto de fusión elevados (glicéridos muy saturados), es decir, en quitarlos componentes que se solidifican con el frío. De esta forma se facilita la filtraciónposterior. La winterizacion se lleva a cabo dejando reposar y decantando el aceite

Page 18: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

contenido en tanques refrigerados y la filtración del líquido para separar las porcionessólidas.

Se somete al aceite a un enfriamiento rápido hasta 5 °C y se mantiene durante 24horas.

Separación de mucílagos, que elimina las lecitinas y las gomas.

Decoloración o blanqueamiento es la eliminación del color mediante un adsorbentecomo el carbón activado, Se eliminan o corrigen los colores visualmente defectuososde los compuestos oxidados.

Neutralización o reducción del grado de acidez. Se lleva a cabo mediantetratamientos con hidróxidos alcalinos, operación denominada de saponificación, losjabones de estos ácidos grasos, obtenidos por adición de sosa, son fácilmenteeliminables al ser insolubles en el aceite.

Desodorización.Algunos aceites tienen olores intensos que les hacen pocoaceptables para el consumo. Para desodorizar el aceite se utilizan cilindros a vacío,calentados exteriormente con una camisa de vapor. Hecho el vacío el aceite cae por lapared interior en una lámina delgada (falling-film). La combinación de calor y vacíoelimina los componentes volátiles. En algunas instalaciones se desodoriza por arrastrecon vapor.

(Índice de acides: es el número de mg de KOH necesarios para neutralizar los ácidosgrasos libres en 1 g de aceite, si este valor es elevado indica enranciamiento.)

EQUIPOS:

1- HORNO ROTATIVO

Un secador rotatorio consiste en un cilindro que gira sobre cojinetes apropiados y,por locomún tiene una leve inclinación con relación a la horizontal. La longitud delcilindro varíade 4 a más de 10 veces su diámetro.

Los sólidos que se introducen por un extremo del cilindro se desplazan a lo largode él,debido a la rotación, el efecto de la carga y la pendiente de cilindro y sedescargan por lasalida del mismo.

Secador Directo (Corriente paralela)

Consiste en un cilindro horizontal rotatorio que por su interior circula continuamente elproducto, en contacto con gases de combustión calientes.

La generación de calor se realizará mediante el uso de un mechero, mientras queanterior a éste se coloca un ventilador. Se utilizará como combustible (residuoleñoso obtenido del proceso de prensado).

El movimiento lento de rotación se transmite mediante engranajes periféricos.

Una carcasa rotatoria construida en chapa de acero galvanizado está montadasobre 2grupos de rodillos que se accionan por medio de un engranaje y piñón.

Page 19: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

El revestimiento del secador está construido por lana de vidrio de 1 pulgada deespesor,recubierta exteriormente con otra carcasa de chapa de acero. En elextremo superior seencuentra un cierre troncocónico que por una parte estáconectado a la chimenea a travésdel soplante y por otra con el sistema dealimentación que introduce el orujo húmedo porel tubo.

Las placas que elevan el material y lo esparcen sobre la corriente de gas estánsoldadas a lapared interior de la carcasa. Estas reciben el nombre de "aspas".

El producto seco sale por el extremo inferior, mediante un tornillo transportador.

2 – TAMIZADO (ZARANDA VIBRATORIA CIRCULAR)

Un tamiz o zaranda vibratoria es un equipo utilizado para separar sólidos, materialesgranulados o polvos de distinto tamaño.Están dotadas de un motor eléctrico de masasexcéntricas ajustables que permite regular el comportamiento del producto sobre lamalla del tamiz generando un movimiento tridimensional, vibrante y de balanceo.Labase de la tamizadora está totalmente aislada del conjunto vibratorio mediante resortes,no transmitiendo vibración alguna al suelo o la estructura donde está instalada. Lasvibraciones setransmiten normalmente desde excéntricas de alta velocidad a la carcasadel aparato ydesde allí a los tamices fuertemente inclinados.

Los cuerpos disponen de una salida lateral por donde se descargan las diferentesfracciones de producto. Para este caso tenemos tres salidas que separan la semilla deuva del resto de las impurezas.

3 – PRENSA A TORNILLO

Se puede ajustar la presión en la cámara de prensada mientras que está en marcha.

Page 20: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

La máquina está diseñada para estar en marcha de manera continua.

La máquina puede recalentar la semilla a una temperatura indicada para mantener unaproducción bien definida y estable.

El porcentaje de extracción se regula ajustando: la presión del prensado y la velocidaddel tornillo. Con los dos ajustes se puede controlar el proceso.

La mejor evaluación del proceso se hace visualmente, cuando la torta sale en formade hojas delgadas la extracción está en su punto óptimo.

https://www.youtube.com/watch?v=1B_8Uc-koro

4 - DECANTADOR MECÁNICO (DECANTER)

Decantadoras centrífugas: con modo operativo en automático y continuo

Las decantadoras centrífugas son máquinas que ofrecen altos niveles dedeshidratación.

https://www.youtube.com/watch?v=FhS5vN4r5LA

Page 21: Derivados vínicos - Facultad de Ingeniería UNCuyofing.uncu.edu.ar/catedras/industrias-1/ano-2015... · Esquema de funcionamiento de una columna de destilación fraccionada La columna

Referencia

http://tartaric.com/es/cremor-tartaro/

http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00001182/01/gerbaud.pdf

https://es.wikipedia.org/wiki/Bitartrato_de_potasio

https://fr.wikipedia.org/wiki/Bitartrate_de_potassium

http://www.lamothe-abiet.com/images/stories/telechargement/Fiches-commerciales/FC-francais/FC_FR_bitartratedepotassium.pdf

http://www.supertoinette.com/glossaire-cuisine/425/sante/creme-de-tartre-e-336-ou-tartrate-acide-de-potassium.html

http://www.fauresa.com/creme-de-tartre

http://www.additifs-alimentaires.net/E336.php

https://www.larioja.org/npRioja/cache/documents/706668_estudio_diferentes_sistemas_de_estabilizacion_tartrica.pdf;jsessionid=C1F875E33402E5A829AA53EB3CFBD470.jvm1

http://www.vignevin-sudouest.com/publications/fiches-pratiques/stabilisation-tartrique.php

http://www.directoalpaladar.com/ingredientes-y-alimentos/que-es-el-cremor-tartaro-y-sus-usos-en-la-cocina