Título: Alcohol Casero

Alumnos expositores: Avalos, Anahí Florencia. DNI 45.354.307 - 6to Tecnicatura en Tecnología de

los Alimentos. Fernández, Manuela. DNI 45.460.266 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los

Alimentos. Marabelli, Juliana Nahir. DNI 45.629.503 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los

Alimentos.

Otros Integrantes:

Azpiroz, Martin. DNI 45.578.343 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

Cobanea Dasseville, Juan. DNI 44.962.272 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

Barraza, Camila Giselle DNI 44.165.779 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

Barraza, Martina. DNI 45.297.267 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

Berte, Jazmín Agustina. DNI 45.297.122 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

Bruschi Machuca, Serena DNI 45.459.855 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

Campos, Guadalupe. DNI 44.32.673 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

Emme, Morena DNI 45.521.742 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

López, Ana. DNI 45.037.167 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

Massan Bava, Macarena DNI 45.460.257 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

Rebolledo, Micaela Magalí DNI 43.909.128 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

Shemi, Catalina. DNI 46.090.901 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

Virán, Milagros. DNI 45.297.115 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

Yuvisa, Aldana Maite. DNI 44.165.820 - 6to Tecnicatura en Tecnología de los Alimentos.

Nivel: Secundaria 2.

Modalidad: Educación Técnico Profesional.

Ámbito: Urbano.

Área: Ciencias Naturales.

Asesor: Lucrecia Montalivet DNI 32.067.574

Institución Educativa: Escuela de Educación Secundaria Técnica N°3, “Dr. Norberto Piñero”.

CUE. 061022200.

Año: 2021.

Título: Alcohol Casero

Resumen:

“Alcohol Casero” es un proyecto de los alumnos de 6º de la Tecnicatura en Tecnología de

los Alimentos, consiste en la extracción de alcohol etílico mediante fermentación y posterior

destilación del jugo de naranja exprimido.

El presente proyecto surgió durante la cátedra de Laboratorio de Procesos Industriales, el

cual se tomó como base para el desarrollo y posterior enriquecimiento del mismo.

Introducción:

Problemática:

Con motivo de la pandemia provocada por el COVID-19, ha aumentado considerablemente

el uso del alcohol etílico como desinfectante y sanitizante, en sus versiones líquidas o en gel y con

una concentración del 70%, haciendo necesario el aumento de su producción.

Hipótesis:

A partir del zumo o jugo obtenido de naranjas, se obtiene alcohol etílico por fermentación y

posterior destilación del mismo.

Objetivos:

-Producir, por medios experimentales, etanol por fermentación de azúcar a partir de jugo de

naranja, que será utilizado como desinfectante de superficies y antiséptico para las manos.

-Montar un dispositivo experimental con materiales del hogar para la obtención del alcohol.

-Obtener un producto de gran demanda y necesidad actual, debido a la pandemia

generada por el COVID-19.

-Elaborar el producto de forma sustentable utilizando materia prima de origen natural

biodegradable, evitando así la producción de desechos nocivos para el medio ambiente durante el

proceso.

-Utilizar un desecho urbano producido anualmente en la zona céntrica de la ciudad de

Tandil.

Razones que motivaron el trabajo:

Durante el transcurso del ciclo lectivo 2020 y de la cursada de la materia “laboratorio de

procesos industriales”, aprendimos acerca de la obtención de alcohol de origen natural o

bioetanol, a partir de la fermentación de azúcares simples presentes en productos de origen

vegetal, como por ejemplo, el zumo de naranja, y su posterior destilación. A su vez, debido a la

pandemia generada por el COVID-19, se llevó a cabo la extracción casera del mismo en el hogar

de cada uno de nosotros.

Esto, dio como resultado un interés en ver si era factible conseguir este producto para ser

utilizado como desinfectante y antiséptico en la institución, bajo el protocolo de sanitización

requerido para la vuelta segura a clases.

Marco Teórico:

¿Qué diferencia hay entre desinfectante y antiséptico?

Los conceptos de antiséptico y desinfectante son diferentes, pero es cierto que ambos

términos se usan indistintamente de forma habitual. No obstante, conviene ser conscientes de las

diferencias:

- El antiséptico es una sustancia que inhibe el crecimiento o destruye microorganismos

sobre el tejido vivo.

- El desinfectante es un compuesto que ejerce la misma acción (inhibir el crecimiento o

destruir microorganismos) sobre superficies u objetos inanimados.

Por consiguiente, la misma sustancia puede ser utilizada como antiséptico o desinfectante,

ya que el mecanismo germicida no varía según la superficie de aplicación. Un desinfectante es,

además, un antiséptico si no es irritante en el tejido a aplicar, no es inactivado por la materia

orgánica y no produce toxicidad por absorción sistémica.

¿Qué es el alcohol?

Los alcoholes son un grupo de moléculas orgánicas caracterizadas por la presencia de uno

o más grupos -OH (hidroxilo) como grupo principal. Los alcoholes tienen una fórmula general: R-

OH, estructuralmente semejante al agua, en donde los hidrógenos se han sustituido por un grupo

alquino. Su grupo funcional es el grupo hidroxilo.

Historia

La palabra Alcohol proviene del árabe al Kuhul que significa sutil. Sin embargo no se

conoce con precisión cuando se usó por primera vez aunque se cree que es la droga más antigua

y más usada del mundo.

El alcohol en estado puro no tiene color. Las bebidas alcohólicas contienen agua y etil

alcohol y toman su color de acuerdo al ingrediente que se use para hacerlas. Los ingredientes

utilizados con más frecuencia son frutas, vegetales o granos. También se pueden utilizar otras

plantas.

La concentración de alcohol en las bebidas alcohólicas varía de unas a otras. Por ejemplo:

la cerveza tiene una parte de etanol por cada 20 partes de agua, el vino es de 2 a 4 veces más

fuerte que la cerveza y las bebidas destiladas como el whisky o el ron contienen aproximadamente

la misma proporción de etanol que de agua, lo que las hace más potentes en cuanto a sus

efectos.

El alcohol es considerado una droga porque cambia la forma en que las personas perciben

el mundo, sienten, y se comportan.

Estructura

La estructura de un alcohol se asemeja a la del agua puesto que un alcohol procede de la

sustitución formal de uno de los hidrógenos del agua por un grupo alquilo.

En el agua el ángulo del enlace H-O-H es de 104.5o y el ángulo que forman los dos pares de

electrones no compartidos es de 114o. Estos ángulos de enlace se pueden explicar admitiendo

una hibridación sp3 en el átomo de oxígeno. No hay ninguna razón para que un átomo (oxígeno,

nitrógeno, carbono, etc) forme un conjunto de orbitales híbridos equivalentes cuando no todos los

orbitales se van a utilizar del mismo modo. En el agua los orbitales híbridos sp3 que se van a

emplear en los enlaces con los átomos de hidrógeno tienen un menor carácter, lo que explica la

disminución del ángulo de enlace tetraédrico desde 109.5o a 104.5o. Por otra parte, los dos

orbitales híbridos sp3, que contienen a los dos pares de electrones no enlazantes, tienen un mayor

carácter s, lo que explica el aumento del ángulo de enlace desde 109.5o a 114o. El aumento del

ángulo de enlace entre los pares de electrones no compartidos tiene un efecto estabilizante al

disminuir la repulsión electrónica entre los mismos.

En el metanol el ángulo del enlace C-O-H es de 108.9o. Este ángulo es mayor que en el

agua debido a la presencia del grupo metilo, mucho más voluminoso que el átomo de hidrógeno,

que contrarresta el efecto de compresión del ángulo de enlace que provocan los dos pares de

electrones no enlazantes.

Las longitudes de enlace O-H son aproximadamente las mismas en el agua que en los

alcoholes, pero la distancia de enlace C-O es bastante mayor (1.4 Å) debido al mayor radio

covalente del carbono en comparación con el del hidrógeno.

Clasificación

Una manera de organizar la familia de los alcoholes es clasificar a los alcoholes en

primarios, secundarios o terciarios de acuerdo con el tipo de átomos de carbono enlazados al

grupo OH. En la siguiente tabla se indican las estructuras de los alcoholes según su grado de

sustitución:

Nomenclatura

En la nomenclatura de alcoholes se suelen emplear nombres vulgares para los términos

más sencillos (C1 - C4). Estos nombres se forman con la palabra alcohol.

Usos del alcohol como agente microbiano

Su principal forma de acción antimicrobiana, es mediante la desnaturalización de las

proteínas, permitiendo la ruptura de membranas. La acción microbicida del alcohol a diversas

concentraciones ha sido examinada en una amplia variedad de especies, con periodos de

exposición de 10 segundos a una hora. A concentraciones de 60%-80%, tanto el etanol como el

isopropanol, son potentes agentes virucidas, inactivando casi todas las especies de virus

lipofílicos y muchos de los virus hidrofílicos. Tiene una potente actividad antifúngica, incluyendo

levaduras. No actúan sobre las esporas.

El alcohol al 70 % es más eficaz que el alcohol al 95 %, los dos sirven para desinfectar y

ambos lo hacen mediante el mismo mecanismo (deshidratando a los agentes patógenos y

desnaturalizando sus proteínas). Sin embargo, si las estructuras externas (membranas) de los

microorganismos entran en contacto con alcohol puro o muy concentrado, se deshidratan muy

rápido y en ocasiones forman una capa dura que impide el ingreso del alcohol y protege al

microorganismo impidiendo que sea tan efectivo como se espera. En cambio, el alcohol diluido al

70% la deshidratación de esas capas externas es mucho más lenta lo que permite que ingrese

mejor en el interior de las bacterias y resulta efectivo para destruirlas. Además, al utilizarlo sobre

superficies o materiales, el alcohol más concentrado, es decir el 95-96%, se evapora más

rápidamente que el alcohol al 70%, disminuyendo así su eficacia.

¿Qué es el bioetanol?

El bioetanol es el alcohol etílico, o etanol, de origen natural, es decir, elaborado a partir de

especies vegetales que contienen azúcares simples. Se fabrica mediante la fermentación

anaeróbica de estos azúcares, realizada por levaduras, seguida de una posterior destilación.

Si bien es utilizado desde hace miles de años para desinfectar, elaborar bebidas

alcohólicas y vinagres, en los últimos años se lo utiliza en gran escala para producir combustibles

que, puro o en mezclas, sustituye a la nafta en motores endotérmicos.

El uso de este tipo de alcohol en la producción y elaboración de los productos

anteriormente mencionados, traen consigo una serie de beneficios y ventajas como:

✔ Mejoras en el medio ambiente, pues no tiene efectos nocivos, ni produce residuos dañinos.

✔ Es una energía renovable que, en consecuencia, es también inagotable.

✔ Emite entre un 40 y 80% menos de gases invernaderos de lo normal.

✔ Genera poco dióxido de carbono, reduciendo así el calentamiento global.

✔ Su materia prima es sencilla y económica y se produce localmente.

✔ Puede ser empleado en numerosas tareas diversas.

✔ Es una sustancia vital para industrias manufactureras.

✔ Aportan estabilidad a la economía argentina.

✔ Es un producto de origen natural

✔ Es biodegradable

Puede obtenerse a partir de tejidos vegetales, con:

✔ Alto contenido de sacarosa: azúcar de caña, remolacha, melazas, sorgos dulces, etc.

✔ Alto contenido de almidón: maíz, batata, mandioca, etc.

✔ Alto contenido de celulosa: madera, rastrojos, pasturas, desechos de animales y residuos

de la industria agrícola (lo cual incluye los restos de los cítricos).

Dependiendo del tipo de materia prima utilizada, el proceso de producción varía. Sin

embargo, a continuación, se mencionan tres de los pasos generalmente involucrados en la

obtención del Bioetanol:

✔ Dilución: Adición de agua para ajustar la cantidad de azúcar en la mezcla o la cantidad de

alcohol en el producto, se hace indispensable para evitar la inhibición del crecimiento de la

levadura durante la fermentación.

✔ Conversión: Proceso en el cual se transforman el almidón o la celulosa en azúcares

fermentables, esto se logra a través del uso de la malta o por el tratamiento con ácido en

un proceso denominado hidrólisis ácida.

✔ Fermentación: es el proceso anaeróbico realizado por las levaduras, éstas contienen una

enzima denominada invertasa que actúa como catalizador ayudando a convertir los

azúcares en glucosa y fructosa, estas a su vez reaccionan con otra enzima llamada

zimasa, para producir el etanol y el dióxido de carbono.

El etanol presenta una serie de propiedades que lo caracteriza, a continuación se

enumeran algunas de ellas:

- Punto de fusión: -114,14°C

- Punto de ebullición: 78,24°C

- Olor: olor suave y parecido al del vino

- Sabor: quemante

- Apariencia física: líquido incoloro

¿Qué es la fermentación?

La fermentación consiste en un proceso de glucólisis (ruptura de la molécula de glucosa)

que produce piruvato (ácido pirúvico) y que al carecer de oxígeno como receptor de los electrones

sobrantes del NADH producido (nicotín adenín dinucleótido), emplea para ello una sustancia

orgánica que deberá reducirse para reoxidar el NADH a NAD+, obteniendo finalmente un derivado

del sustrato inicial que se oxida. Dependiendo de dicha sustancia final, habrá diversos tipos de

fermentación.

La fermentación alcohólica es una biorreacción que permite degradar azúcares (glucosa, fructosa, sacarosa, almidón, etc.) en alcohol y dióxido de carbono.

C6 H12 O6 2 C2 H5 OH + 2 CO2

Glucosa Etanol Dióxido de carbono

Este proceso fue descubierto por el químico francés Louis Pasteur, quien lo calificó como

“La vida sin aire” (La vie sans l’air), ya que puede ser llevado a cabo en ausencia de oxígeno por

microorganismos como las bacterias, levaduras, o algunos metazoos y protistas. En este proceso,

entonces, no intervienen ni las mitocondrias ni las estructuras vinculadas al proceso de respiración

celular.

Para que se pueda llevar a cabo la fermentación efectivamente, las levaduras deben

encontrarse en un medio ácido. Este ácido tiene la función de provocar la hidrolización de la

sacarosa. Esto significa, que la sacarosa se rompa en sus unidades más simples (monómeros)

para que pueda ser digerida y transformada en etanol por las levaduras.

Tipos de fermentación

De acuerdo a la sustancia obtenida al final del proceso de fermentación, podemos

clasificarlo en:

✔ Fermentación alcohólica. Es un proceso llevado a cabo por las levaduras principalmente,

en el que a partir de ciertos azúcares, se produce una cantidad de alcohol etanol, dióxido

de carbono y ATP. Este es el proceso empleado para producir las bebidas alcohólicas.

✔ Fermentación acética. Propia de las bacterias del género Acetobacter, transforma el

alcohol etílico en ácido acético, o sea, el alcohol en vinagre. Es, no obstante, un proceso

aeróbico, por lo que puede darse en los vinos expuestos al aire.

✔ Fermentación láctica. Consiste en una oxidación parcial de la glucosa, llevada a cabo por

bacterias lácticas o por las células musculares animales (cuando se quedan sin oxígeno

para respirar). Este proceso genera ATP pero produce ácido láctico como subproducto, lo

cual produce al acumularse, la sensación dolorosa de fatiga muscular.

✔ Fermentación butírica. Consiste en la conversión de la glucosa en ácido butírico y gas,

esto último le confiere un olor típicamente desagradable. Es llevada a cabo

característicamente por las bacterias del género Clostridium y requiere la presencia de

lactosa.

✔ Fermentación butanodiólica. Se trata de una variante de la fermentación láctica, llevada

a cabo por enterobacterias que liberan dióxido de carbono y generan butanodiol, un

alcohol incoloro y viscoso.

✔ Fermentación propiónica. En este proceso intervienen el ácido acético, el dióxido de

carbono y el ácido succínico. Se obtiene de todos ellos ácido propiónico, una sustancia

corrosiva con olor acre.

¿Qué es la destilación?

La destilación es un método comúnmente utilizado para la purificación de líquidos y la

separación de mezclas con el fin de obtener sus componentes individuales.

La destilación es una técnica de separación de sustancias que permite separar los distintos

componentes de una mezcla. Esta técnica se basa fundamentalmente en los puntos de ebullición

de cada uno de los componentes de la mezcla. Cuanto mayor sea la diferencia entre los puntos de

ebullición de las sustancias de la mezcla, más eficaz será la separación de sus componentes; es

decir, los componentes se obtendrán con un mayor grado de pureza.

La técnica consiste en calentar la mezcla hasta que ésta entra en ebullición. A medida que

la mezcla se calienta, la temperatura aumenta hasta que alcanza la temperatura de la sustancia

con punto de ebullición más bajo mientras que los otros componentes de la mezcla permanecen

en su estado original. A continuación los vapores se dirigen hacia un condensador que los enfría y

los pasa a estado líquido. El líquido destilado tendrá la misma composición que los vapores y por

lo tanto, con esta sencilla operación habremos conseguido enriquecer el líquido destilado en el

componente más volátil (el de menor punto de ebullición). Por consiguiente, la mezcla sin destilar

se habrá enriquecido con el componente menos volátil (el de mayor punto de ebullición).

Por ejemplo, el agua salada puede ser separada por destilación simple. En las figuras se

ilustra el proceso de destilación.

La destilación se utiliza ampliamente en la industria, permitiendo procesos como la

obtención de bebidas alcohólicas, refinado del petróleo, obtención de productos petroquímicos de todo tipo y en muchos otros campos. Es uno de los procesos de separación más extendidos.

La destilación fraccionada emplea múltiples ciclos de vaporización-condensación y se

utiliza para separar componentes líquidos en los que sus puntos de ebullición difieren en menos de 25°C. El montaje es similar a la destilación simple, con la diferencia que entre el balón de destilación y el tubo refrigerante, se inserta una columna de fraccionamiento. Esta columna generalmente se llena con perlas de vidrio o lana metálica, lo que proporciona una gran superficie para que el líquido se condense y se vuelva a evaporar varias veces.

Cuando la mezcla se calienta, el vapor sube y rodea los huecos de la columna de fraccionamiento, enriqueciéndose con el componente más volátil, mientras el líquido cae hacia abajo, pasando a través de la columna hacia el balón, enriqueciendose en el componente menos volátil y causando de esa forma una separación más eficiente. El proceso general es equivalente a realizar múltiples destilaciones simples de la mezcla.

La elección de la columna de fraccionamiento a utilizar depende de la aplicación y de la tarea a realizar. Una de las más utilizadas es la Columna Vigreux; ésta tiene una serie de hendiduras profundas y puntiagudas en su pared lateral donde los vapores se condensan al pasar a través de ella y tiene la función de aumentar la superficie de contacto entre el vapor y el condensado.

Materiales y métodos:

Experiencia 1 (en casa):

Fermentación (primera etapa):

Materiales:

❖ 1 botella grande transparente de 1 lt de capacidad con tapa.

❖ 1 cuter o tijera

❖ 1 cuchara

❖ 1 medidor de volumen ( preferentemente con equivalencia en gramos)

❖ 1 exprimidor

❖ 1 embudo

❖ 1 cuchillo

❖ 1 vaso

❖ 1 tapón Airlock

Reactivos:

❖ 20 g de levadura de cerveza fresca

❖ 100 g de sacarosa

❖ 500 ml jugo de naranja

❖ 100 ml jugo de limón

❖ 50 ml de agua tibia

Procedimiento:

1. Lavar y enjuagar con abundante agua, reiteradas veces, una botella transparente (puede

ser de gaseosa preferentemente con tapa grande).

2. Lavar las naranjas con cepillo o esponja, secar con paño limpio y exprimir hasta obtener

500 ml de jugo (medidos en el envase medidor). Verter dicho líquido obtenido en la botella

utilizando un embudo de ser necesario.

3. Repetir el procedimiento del punto 2 para los limones.

4. Añadir el azúcar a la mezcla de jugos y mezclar.

5. Aparte en un vaso, disolver en 50 ml de agua tibia una cucharadita de azúcar.

Posteriormente agregar 1 cucharada de levadura de cerveza.

6. Agregar la levadura previamente disuelta en agua al jugo de naranja y mezclar.

7. Tapar y colocar el Airlock

(cada imagen muestra las 2 formas diferentes de construir el airlock)

8. Reservar en temperatura ambiente, evitando lugares fríos y la incidencia directa de los

rayos solares.

9. Observar y registrar los cambios ocurridos hasta un lapso de 48 a 96 horas.

2 horas de realizarlo. 12 horas 48 horas

10. Posteriormente se procederá a la destilación del mismo (segunda etapa)

Destilación (segunda etapa):

Materiales:

❖ 1 pava metálica

❖ 70 cm de manguera transparente

❖ 1 rollo de cinta aisladora

❖ 2 botellas transparentes, una grande y una chica (que una pueda ingresar en el interior de

la otra)

❖ 12 cubitos de hielo

❖ 1 cuchillo

❖ BAJA Fuente de calor

Reactivos:

❖ 300 cm3 de vino de naranja.

Procedimiento:

1. Lavar y enjuagar con abundante agua, reintegradas veces, las botellas transparentes.

Dejar secar.

2. Con mucha precaución, realizar un corte en la parte superior de la botella grande. Y en la

base de la misma se procederá a realizar un agujero del diámetro de la manguera.

Además, se debe quitar la tapa (no cortar el pico).

3. Se realizará un agujero con el mismo diámetro de la manguera en la base de la botella

pequeña.

4. Insertar la botella pequeña dentro de la grande.

5. Pasar la manguera a través de ambas botellas.

6. Rellenar la botella grande con los cubitos de hielo.

7. Con la cinta adhesiva sellar el corte de la botella grande.

8. Verter el líquido a destilar dentro de la pava

9. Armar la estructura del destilador, insertando una punta de la manguera en el pico de la

pava y la otra sobre un recipiente vacío.

10. Colocar el dispositivo sobre una fuente de calor y destilar.

Experiencia 2 (laboratorio):

Fermentación (primera etapa):

Materiales:

❖ 1 matraz aforado de vidrio de 1000ml

❖ 1 matraz Erlenmeyer de 500 ml

❖ 1 vaso de precipitado de 600 ml

❖ 1 vaso de precipitado de 50 ml

❖ 1 vidrio de reloj

❖ 2 embudos

❖ 1 tapón perforado

❖ 1 capilar

❖ Espátula

❖ Colador de malla fina

❖ Balanza

❖ Medidor de ph

Reactivos:

❖ 600 g de jugo de naranja

❖ 100 g de sacarosa

❖ 20g de levadura fresca

❖ 50 g de agua destilada

Procedimiento:

1. Recolectar las naranjas, lavarlas, secarlas y pesarlas.

2. Lavar y desinfectar todos los materiales a utilizar.

3. Exprimir el jugo, filtrarlo y colocarlo en un vaso de precipitado.

4. Pesar el vaso de precipitado y medir el ph.

5. Colocar el jugo dentro del matraz utilizando el embudo.

6. Pesar el azúcar y colocarla en el matraz.

7. Pesar el agua destilada y entibiarla en el mechero.

8. Pesar la levadura en el vidrio de reloj y colocarla dentro del agua para disolverla.

9. Agregar la levadura en el matraz, colocar un tapón y homogeneizar.

10. Colocar un capilar en el tapón del matraz con el otro extremo en un matraz con

agua destilada.

11. Dejar fermentar aproximadamente 72 horas.

Destilación (segunda etapa):

Materiales:

❖ Balón chico

❖ Balón grande

❖ Columna de destilación fraccionada

❖ Termómetro

❖ Mechero

❖ Trípode

❖ Malla de laboratorio

❖ Tubo refrigerante

❖ Mangueras

❖ 3 soportes universales

❖ 3 nueces

❖ Colador de malla fina

Reactivos:

❖ Líquido fermentado

Procedimiento:

1. Montar el destilador.

2. Filtrar el líquido fermentado y colocarlo en el balón grande de destilación.

3. Colocar el mechero debajo del balón y el trípode con la malla de laboratorio

4. Encender el mechero y comenzar a destilar.

5. Cuando se observa luego de un tiempo que el líquido destilado perdió constancia

de condensación, apagar el destilador.

6. Realizar una segunda destilación con el líquido obtenido.

Experiencia 3 y 4 (laboratorio):

Fermentación (primera etapa):

Materiales:

❖ 2 matraces de vidrio aforados de 1000 ml

❖ 2 matraces Erlenmeyer de 500 ml

❖ 4 vasos de precipitado de 600 ml

❖ 2 vasos de precipitado de 50 ml

❖ 2 vidrios de reloj

❖ 2 embudos

❖ 2 tapones perforados

❖ 2 capilares

❖ Espátula

❖ Colador de malla fina

❖ Balanza

❖ Medidor de ph

Reactivos:

❖ 250 g de jugo de naranja

❖ 41,5 g de sacarosa

❖ 8,3 g de levadura fresca

❖ 20,8 g de agua destilada

Procedimiento:

1. Recoger las naranjas, lavarlas, secarlas y pesarlas.

2. Limpiar y desinfectar todos los materiales a utilizar.

3. Exprimir el jugo, filtrarlo y colocarlo en un vaso de precipitado.

4. Pesar el vaso de precipitado y medir el ph.

5. Colocar el jugo dentro del matraz utilizando el embudo.

6. Pesar el azúcar y colocarla en el matraz.

7. Pesar el agua destilada y entibiarla en el mechero.

8. Pesar la levadura en el vidrio de reloj y colocarla dentro del agua para disolverla.

9. Agregar la levadura en el matraz, colocar un tapón y homogeneizar..

10. Colocar un capilar en el tapón del matraz con el otro extremo en un matraz

Erlenmeyer con agua.

11. Realizar el mismo procedimiento en un segundo matraz.

12. Dejar fermentar aproximadamente 72 horas.

Destilación (segunda etapa):

Materiales:

❖ Balón chico

❖ Balón grande

❖ Columna de destilación fraccionada

❖ Termómetro

❖ 2 tapones

❖ Mechero

❖ Trípode

❖ Malla de laboratorio

❖ Tubo refrigerante

❖ Mangueras

❖ 3 soportes universales

❖ 3 nueces

❖ Colador de malla fina

Reactivos:

❖ Líquidos fermentados

Procedimiento:

1. Montar el destilador.

2. Filtrar el líquido fermentado del matraz “1” y colocarlo en el balón grande de

destilación.

3. Colocar el mechero debajo del balón y el trípode con la malla de laboratorio

4. Encender el mechero y comenzar a destilar.

5. Cuando se observa que la temperatura del termómetro deja de estar constante y

pasa los 85°C apagar el mechero.

6. Realizar una segunda destilación con el líquido obtenido.

7. Repetir el procedimiento con el líquido del matraz “2”.

Experiencia 5 (laboratorio):

Fermentación (primera etapa):

Materiales:

❖ 1 matraz de vidrio aforados de 1000 ml

❖ 1 matraz Erlenmeyer de 500 ml

❖ 1 vaso de precipitado de 600 ml

❖ 1 vaso de precipitado de 50 ml

❖ 1 vidrio de reloj

❖ 2 embudos

❖ 1 tapón perforado

❖ 1 capilar

❖ Espátula

❖ Colador de malla fina

❖ Balanza

❖ Medidor de ph

Reactivos:

❖ 250 g de jugo de naranja

❖ 83 g de sacarosa

❖ 8,3 g de levadura fresca

❖ 50 g de agua destilada

Procedimiento:

1. Recolectar las naranjas, lavarlas, secarlas y pesarlas.

2. Lavar y desinfectar todos los materiales a utilizar.

3. Exprimir el jugo, filtrarlo y colocarlo en un vaso de precipitado.

4. Pesar el vaso de precipitado y medir el ph.

5. Colocar el jugo dentro del matraz utilizando el embudo.

6. Pesar el azúcar y colocarla en el matraz.

7. Pesar el agua destilada y entibiarla en el mechero.

8. Pesar la levadura en el vidrio de reloj y colocarla dentro del agua para disolverla.

9. Agregar la levadura dentro del matraz, colocar un tapón y homogeneizar.

10. Colocar un capilar en el tapón del matraz con el otro extremo en un matraz

Erlenmeyer con agua.

11. Dejar fermentar aproximadamente 72 horas.

Destilación (segunda etapa):

Materiales:

❖ Balón chico

❖ Balón grande

❖ Columna de destilación fraccionada

❖ Termómetro

❖ 2 tapones

❖ Mechero

❖ Trípode

❖ Malla de laboratorio

❖ Tubo refrigerante

❖ Mangueras

❖ 3 soportes universales

❖ 3 nueces

❖ Colador de malla fina

Reactivos:

❖ Líquidos fermentados

Procedimiento:

1. Montar el destilador.

2. Filtrar el líquido fermentado del matraz y colocarlo en el balón grande de

destilación.

3. Colocar el mechero debajo del balón y el trípode con la malla de laboratorio.

4. Encender el mechero y comenzar a destilar.

5. Cuando se observa que la temperatura del termómetro deja de estar constante y

pasa los 85°C apagar el mechero.

Experiencia 6 (laboratorio):

Fermentación (primera etapa):

Materiales:

❖ 1 matraz de vidrio aforados de 1000 ml

❖ 1 matraz Erlenmeyer de 500 ml

❖ 1 vaso de precipitado de 600 ml

❖ 1 vaso de precipitado de 50 ml

❖ 1 vidrio de reloj

❖ 2 embudos

❖ 1 tapón perforado

❖ 1 capilar

❖ Espátula

❖ Colador de malla fina

❖ Balanza

❖ Medidor de ph

Reactivos:

❖ 100 g de jugo de naranja

❖ 16,6 g de sacarosa

❖ 3,33 g de levadura fresca

❖ 8,3 g de agua destilada

Procedimiento:

1. Recolectar las naranjas, lavarlas, secarlas y pesarlas.

2. Lavar y desinfectar todos los materiales a utilizar.

3. Exprimir el jugo, filtrarlo y colocarlo en un vaso de precipitado.

4. Pesar el vaso de precipitado y medir el ph.

5. Colocar el jugo dentro del matraz utilizando el embudo.

6. Pesar el azúcar y colocarla en el matraz.

7. Pesar el agua destilada y entibiarla en el mechero.

8. Pesar la levadura en el vidrio de reloj y colocarla dentro del agua para disolverla.

9. Agregar la levadura dentro del matraz, colocar un tapón y homogeneizar.

10. Colocar un capilar en el tapón del matraz con el otro extremo en un matraz

Erlenmeyer con agua.

11. Dejar fermentar aproximadamente 72 horas.

Destilación (segunda etapa):

Materiales:

❖ Balón chico

❖ Balón grande

❖ Columna de destilación fraccionada

❖ Termómetro

❖ 2 tapones

❖ Mechero

❖ Trípode

❖ Malla de laboratorio

❖ Tubo refrigerante

❖ Mangueras

❖ 3 soportes universales

❖ 3 nueces

❖ Colador de malla fina

Reactivos:

❖ Líquidos fermentados

Procedimiento:

1. Montar el destilador.

2. Filtrar el líquido fermentado del matraz y colocarlo en el balón grande de

destilación.

3. Colocar el mechero debajo del balón y el trípode con la malla de laboratorio.

4. Encender el mechero y comenzar a destilar.

5. Cuando se observa que la temperatura del termómetro deja de estar constante y

pasa los 85°C apagar el mechero.

6. Realizar una segunda destilación con el líquido obtenido.

Experiencia 7 (laboratorio):

Fermentación (primera etapa):

Materiales:

❖ 1 matraz de vidrio aforados de 1000 ml

❖ 1 matraz Erlenmeyer de 500 ml

❖ 1 vaso de precipitado de 600 ml

❖ 1 vaso de precipitado de 50 ml

❖ 1 vidrio de reloj

❖ 2 embudos

❖ 1 tapón perforado

❖ 1 capilar

❖ Espátula

❖ Colador de malla fina

❖ Balanza

❖ Medidor de ph

Reactivos:

❖ 100 g de jugo de naranja

❖ 33,2 g de sacarosa

❖ 3,33 g de levadura fresca

❖ 8,3 g de agua destilada

Procedimiento:

1. Recolectar las naranjas, lavarlas, secarlas y pesarlas.

2. Lavar y desinfectar todos los materiales a utilizar.

3. Exprimir el jugo, filtrarlo y colocarlo en un vaso de precipitado.

4. Pesar el vaso de precipitado y medir el ph.

5. Colocar el jugo dentro del matraz utilizando el embudo.

6. Pesar el azúcar y colocarla en el matraz.

7. Pesar el agua destilada y entibiarla en el mechero.

8. Pesar la levadura en el vidrio de reloj y colocarla dentro del agua para disolverla.

9. Agregar la levadura dentro del matraz, colocar un tapón y homogeneizar.

10. Colocar un capilar en el tapón del matraz con el otro extremo en un matraz

Erlenmeyer con agua.

11. Dejar fermentar aproximadamente 72 horas.

Destilación (segunda etapa):

Materiales:

❖ Balón chico

❖ Balón grande

❖ Columna de destilación fraccionada

❖ Termómetro

❖ 2 tapones

❖ Mechero

❖ Trípode

❖ Malla de laboratorio

❖ Tubo refrigerante

❖ Mangueras

❖ 3 soportes universales

❖ 3 nueces

❖ Colador de malla fina

Reactivos:

❖ Líquidos fermentados

Procedimiento:

1. Montar el destilador.

2. Filtrar el líquido fermentado del matraz y colocarlo en el balón grande de

destilación.

3. Colocar el mechero debajo del balón y el trípode con la malla de laboratorio.

4. Encender el mechero y comenzar a destilar.

5. Cuando se observa que la temperatura del termómetro deja de estar constante y

pasa los 85°C apagar el mechero.

6. Realizar una segunda destilación con el líquido obtenido.

Diagrama de flujo:

Resultados Obtenidos y Observaciones:

Experiencia 1 (en casa):

❖ En esta experiencia se utilizaron naranjas compradas, por lo que se debió agregar jugo de

limón ya que no era posible medir el Ph, que debe ser ácido.

❖ Para que el vino de naranja empiece a fermentar se dejó la botella que contiene el líquido en

un lugar templado y alejado de la luz solar directa.

❖ Pasadas 12 horas se puede observar en la botella una especie de espuma de color naranja en

la parte superior del líquido con pequeñas burbujas debajo de ella. En el fondo de la botella

hay un precipitado espeso. El líquido es de color amarillo pálido. Al pasar 48 horas se procede

a realizar la destilación

❖ Para realizar la destilación se comenzó con 300 ml de vino de naranja en una pava metálica

sobre una hornalla a fuego bajo. Luego de 5 minutos se puede observar que el gas pasa por la

manguera, se condensa y caen gotas de alcohol en el recipiente. El alcohol tiene un color

blancuzco y sale vapor del recipiente que lo contiene. A los 25 minutos se puede observar que

hay poco gas pasando por la manguera. Pasados 10 minutos queda poco líquido en la pava

para destilar y casi no se condensa más alcohol. 5 minutos más tarde, el líquido en la pava es

espeso y de muy poco volumen y ya no se ve nada de gas saliendo de la pava o gotas de

alcohol condensadas. A los 40 minutos se da por terminada la experiencia. En el recipiente

hay alrededor de 50 ml de etanol.

❖ Se espera poder realizar todo el procedimiento en el laboratorio de la institución, para

comparar los resultados obtenidos

❖ Otro paso que se espera completar en etapas posteriores, será calcular de forma específica la

cantidad de alcohol extraído en función de la cantidad de materia prima utilizada

Experiencia 2 (laboratorio):

❖ Las naranjas utilizadas en esta oportunidad presentaban una tonalidad opaca y oponen

resistencia a la hora de recolectarlas, un claro signo de la falta de madurez de la misma,

por lo que el contenido de líquido fue menor y se tuvo que emplear un mayor número de

las mismas para obtener la cantidad necesaria de jugo.

❖ Como consecuencia de la falta de madurez de la fruta, el Ph de la misma fue sumamente

ácido siendo este Ph= 2,42.

❖ Para que el vino de naranja empiece a fermentar se dejó el matraz que contiene el líquido

en un lugar templado y alejado de la luz solar directa.

❖ Pasadas 24 horas se pueden observar burbujas en la superficie del líquido y un precipitado

espeso en el fondo. Pasadas 48 horas se puede observar que hay más cantidad de

burbujas en el cuello del matraz y que el agua destilada que se encuentra en el extremo

del capilar tiene un color amarillo anaranjado. Pasadas las 72 horas se procede a realizar

la destilación fraccionada.

Pasadas 24 horas Pasadas 72 horas

❖ Para la primera destilación fraccionada se comenzó con la totalidad del líquido fermentado

filtrado en el balon de destilacion. Pasados 30 minutos del inicio de la destilación,

comienza la ebullición del líquido y se puede observar que se condensa un líquido

cristalino. Pasadas 2 horas, se finaliza la destilación. El líquido obtenido es cristalino con

un olor fuerte y su volumen es de alrededor de 150 ml.

❖ Para la segunda destilación fraccionada se comenzó con el líquido obtenido de la

destilación pasada en el balon de destilacion. Pasados 15 minutos del inicio de la

destilación, comienza la ebullición del líquido. Se puede observar la evaporación y

condensación de un líquido cristalino mientras que la temperatura es de 75°C. Pasadas 2

horas desde el inicio, se finaliza la destilación. El líquido obtenido es cristalino con un olor

similar a alcohol etílico y su volumen es de alrededor de 75 ml. El líquido sobrante

presenta un olor alcohólico fuerte y turbiedad.

❖ A pesar de obtener un líquido con características físicas y organolépticas similares al

etanol, se decidió realizar nuevamente la experiencia utilizando un volumen reducido de

jugo para evitar el pasaje de alcohol al matraz con agua durante la fermentación. También,

se decidió que durante la primera y segunda destilación se necesita utilizar un termómetro

y un tapón para evitar la pérdida de vapores y poder controlar la temperatura de los

mismos.

Experiencia 3 y 4 (laboratorio):

❖ Al dejar pasar una semana las naranjas presentaron un color más vivaz, menor resistencia

a la hora de recolectarlas y un mayor porcentaje de líquido, demostrando así como

maduraron durante ese tiempo .

❖ El Ph de las naranjas también presentó una leve alteración siendo este un poco menos

ácido Ph=2,78, pero aun así manteniéndose en el rango óptimo para realizar la

fermentación.

❖ Para que el vino de naranja empiece a fermentar se dejó el matraz que contiene el líquido

en un lugar templado y alejado de la luz solar directa.

❖ Pasadas 24 horas se pueden observar burbujas densas en la superficie de ambos líquidos

y pequeñas burbujas de aire en los dos matraces con agua. Pasadas 48 horas las burbujas

en la superficie del líquido siguen presentes y además en el fondo de los matraces se

pueden observar precipitados levemente más claros. Pasadas 72 horas el líquido

fermentado presenta un aroma a vino levemente dulce; se procede a realizar la destilación

fraccionada.

Pasadas 24 horas Pasadas 72 horas

❖ Para el matraz N°1, la primera destilación fraccionada se comenzó con 269 g de líquido

fermentado filtrado en el balon de destilación a 20°C. Pasados 20 minutos del inicio,

comienza la ebullición del líquido a 27°C. Pasados 23 minutos, la temperatura se eleva a

65°C. Pasados 25 minutos, la temperatura alcanza los 73°C y se puede observar que cae

la primera gota de alcohol. Pasados 30 minutos, se alcanzan los 78°C, punto de ebullición

del etanol. Pasados 45 minutos, la temperatura se eleva a 84°C y se apaga el mechero.

Luego de 10 minutos, se prende otra vez el mechero cuando la temperatura es de 24°C. A

una hora y 5 minutos, comienza la ebullición del líquido. La temperatura sigue elevándose

hasta que a la hora y 10 minutos llega a 90°C y se apaga el mechero nuevamente. Cinco

minutos más tarde, la temperatura llega a los 47°C y se vuelve a prender el mechero.

Pasadas 1 hora y 20 minutos la temperatura alcanza los 86°C. Pasadas 1 hora y 25

minutos, se finaliza la destilación. El líquido obtenido es cristalino con un olor alcohólico

fuerte y su volumen es de alrededor de 25 ml.

❖ Para el matraz N°2, la primera destilación fraccionada se comenzó con 272 g de líquido

fermentado filtrado en el balón de destilación a 15°C. Pasados 20 minutos del inicio,

comienza la ebullición del líquido a 27°C. Pasados 22 minutos, la temperatura alcanza los

71°C y se puede observar la primera gota de alcohol. Pasados 30 minutos, la temperatura

alcanza los 78°C, punto de ebullición del etanol. Pasados 45 minutos, la temperatura

alcanza los 85°C y se finaliza la destilación. El líquido obtenido es un líquido cristalino con

olor a vino; pesa 29,38 g y su volumen es de alrededor de 30 ml.

Para la segunda destilación fraccionada, se comenzó con 29,38 g del líquido obtenido en

la destilación anterior en el balon de destilacion. Pasados 10 minutos, la temperatura

alcanza los 70°C y se empieza a destilar el alcohol. Pasados 30 minutos, la temperatura

alcanza los 73°C y se finaliza la experiencia. El líquido obtenido es cristalino, con un olor

similar al alcohol etílico. Se obtuvieron 8, 65 g. La segunda destilación se realizó para

mejorar las características organolépticas y el ph del alcohol.

Experiencia 5 (laboratorio):

❖ Las naranjas no llegaron a su punto de maduración óptimo, la cantidad de jugo obtenido

fue menor al obtenido en la experiencia anterior y la cantidad de naranjas utilizadas fue

mayor que en la experiencia anterior. Tambien, el color del jugo y las cascaras de las

naranjas tenia un tono amarillo.

❖ En esta experiencia se utilizó el doble de azúcar con la intención de mejorar el rendimiento

de la producción de bioetanol.

❖ El pH del jugo de la naranja se vió alterado, presentó un pH más ácido que en la

experiencia anterior, pH = 2,47.

❖ Para que el vino de naranja empiece a fermentar se dejó el matraz que contiene el líquido

en un lugar templado y alejado de la luz solar directa.

❖ Pasadas 24 horas se pueden observar burbujas en la superficie del líquido y pequeñas

burbujas de aire en el matraz con agua. Pasadas 48 horas las burbujas en la superficie del

líquido siguen presentes y además en el fondo del matraz se puede observar un

precipitado levemente más claro. Pasadas 144 horas el líquido fermentado presenta un

aroma a vino levemente dulce, las burbujas han disminuido y se procede a realizar la

destilación fraccionada.

❖ Para la primera destilación fraccionada se comenzó con 307,29 g de jugo fermentado

filtrado en el balón de destilación a 30°C. Pasados 15 minutos del inicio de la experiencia,

comienza la ebullición a 36°C. Pasados 16 minutos, la temperatura alcanza los 75°C y se

observa la primera gota de líquido destilado. Pasados 25 minutos, la temperatura alcanza

los 80°C y se baja la llama del mechero. Pasados 35 minutos, la temperatura baja a 40°C y

se vuelve a subir la llama del mechero. Pasados 40 minutos, la temperatura alcanza los

87°C y se baja la llama del mechero. Pasados 50 minutos, la temperatura baja a los 40°C,

ya no se destila más líquido y se da por terminada la experiencia.

❖ Se decidió realizar la misma experiencia nuevamente con la misma cantidad de azúcar

para comparar los resultados ya que creemos que dejar el líquido fermentar por 6 días

afectó el rendimiento de producción de alcohol.

Experiencia 6 (laboratorio):

❖ Las naranjas utilizadas estaban en su punto óptimo de maduración, las cáscaras y el jugo

presentaban un color naranja vibrante y se utilizó la cantidad normal de azúcar con la

intención de mejorar el rendimiento de producción de bioetanol. Se necesitaron alrededor

de 4 naranjas ,exprimidas con exprimidor eléctrico, para conseguir 100 ml de jugo.

❖ El pH del jugo presentó una acidez más alta que en las experiencias anteriores. pH = 2,03.

❖ Para que el vino de naranja empiece a fermentar se dejó el matraz que contiene el líquido

en un lugar templado y alejado de la luz solar directa.

❖ Pasadas un par de horas se pueden ver pocas burbujas y espuma en la superficie del

líquido. Pasadas 72 horas, se puede observar burbujas grandes, un precipitado blanco en

el fondo del matraz y se procede a realizar la destilación fraccionada.

❖ Para la primera destilación fraccionada se comenzó con 115,46 g de jugo fermentado

filtrado en el balón de destilación a 22°C. Pasados 10 minutos del inicio de la experiencia,

la temperatura alcanza los 80°C y se observa la primera gota del líquido destilado.

Pasados 15 minutos, la temperatura alcanza los 85°C y se da por terminada la experiencia.

El líquido obtenido es cristalino con un olor similar al vino.

❖ Al observar que la masa obtenida de alcohol era de 2,54 g, menor a la cantidad calculada

en el rendimiento de la Experiencia 4, se decidió no realizar la segunda destilación

fraccionada y volver a realizar la experiencia con el doble de azúcar.

Experiencia 7 (laboratorio):

❖ Las naranjas utilizadas estaban en su punto óptimo de maduración, las cáscaras y el jugo

presentaban un color naranja vibrante y se utilizó el doble de la cantidad normal de azúcar

con la intención de mejorar el rendimiento de producción de bioetanol. Se necesitaron

alrededor de 4 naranjas ,exprimidas con exprimidor eléctrico, para conseguir 100 ml de

jugo.

❖ El pH del jugo presentó una acidez más alta que en las experiencias anteriores. pH = 2,03.

❖ Para que el vino de naranja empiece a fermentar se dejó el matraz que contiene el líquido

en un lugar templado y alejado de la luz solar directa.

❖ Pasadas un par de horas se pueden observar burbujas y espuma en la superficie del

líquido. Pasadas 72 horas, se puede observar burbujas grandes, un precipitado blanco en

el fondo del matraz y se procede a realizar la destilación fraccionada.

❖ Para la primera destilación fraccionada se comenzó con de jugo fermentado filtrado en el

balón de destilación a 22°C. Pasados 10 minutos del inicio de la experiencia, comienza la

ebullición a los 30°C. Pasados 12 minutos, la temperatura alcanza los 75°C y se observa la

primera gota del líquido destilado. Pasados 20 minutos, la temperatura alcanza los 87°C y

se da por terminada la experiencia. El líquido obtenido es cristalino con un olor similar al

vino.

❖ Para la segunda destilación fraccionada se comenzó con 34,72 g del líquido obtenido en la

destilación anterior en el balón de destilación. Pasados 5 minutos del inicio de la

experiencia, comienza la ebullición a 27°C. Pasados 10 minutos, la temperatura alcanza

los 75°C y se observa la primera gota del líquido destilado. Pasados 15 minutos, la

temperatura alcanza los 80°C y se da por terminada la experiencia. El líquido obtenido es

cristalino con un aroma similar al alcohol etílico de grado medicinal. Se obtuvieron 8,44 g

de bioetanol.

Comprobación de la obtención de etanol

Para comprobar que el líquido obtenido es etanol, se realizaron las siguientes reacciones:

➢ Combustión: Se colocaron un par de gotas del bioetanol obtenido en una cápsula de

porcelana y, a su lado, etanol de uso medicinal al 96%. Al aplicarle calor, ambas llamas

eran indistinguibles, de color azul con naranja en la punta. Esto comprueba que el liquido

obtenido es etanol y no otro alcohol, como por ejemplo metanol cuya llama sería de color

verde. Esta reacción se realizó con el líquido obtenido antes y después de la segunda

destilación; sus resultados fueron iguales.

Alcohol etílico de uso medicinal Bioetanol obtenido

➢ Combustión: Se colocó ácido bórico en tres cápsulas de porcelana y en la primera se le

agregó alcohol etílico de uso medicinal al 96%, en la segunda el bioetanol obtenido y en el

tercero isopropanol. Teóricamente, la llama del etanol es azul con naranja y la del

isopropanol es amarilla. La llama de ambos etanoles, el de uso medicinal y el obtenido,

eran azules y la del isopropanol amarillo fuerte. Esto también comprueba que el líquido

obtenido es etanol.

Isopropanol Bioetanol obtenido Alcohol etílico

➢ Oxidación: Se colocaron en 4 tubos de ensayo 3 ml de dicromato de Potasio (K2Cr2O7 2

%), 1 ml de ácido sulfúrico concentrado (H2SO4 6 Molar) y 2 ml de: alcohol etílico al 96%

en el tubo 1, bioetanol obtenido en el tubo 2, alcohol etílico al 70 % en el tubo 3 e

isopropanol en el tubo 4.

Los alcoholes sometidos a la acción de agentes oxidantes suaves producen reacciones

que permiten diferenciar los alcoholes primarios, secundarios y terciarios sobre la base del

producto formado. Uno de los reactivos utilizados como agentes oxidantes es la solución

sulfocrómica, ácido sulfúrico concentrado y dicromato de potasio disuelto en agua

destilada.

Según la siguiente reacción:

2 Cr2O72- + 16 H+ + C2H5OH 4 Cr3+ + 3 CH3COOH + 11 H2O

Lo que sucede en la reacción es que el agente oxidante (solución sulfocrómica) suministra

átomos de oxígeno, estos átomos al encontrarse con la función alcohólica (C-OH), elimina

dos átomos de hidrógeno para formar una molécula de agua. Inmediatamente el

reordenamiento electrónico de la estructura remanente permite la fijación del átomo de

oxígeno, por medio de un doble enlace sobre el átomo de carbono, constituyendo así un

grupo carbonilo (C=O).

Cuando estas reacciones se realizan en un alcohol primario el compuesto resultante será

un aldehído, cuando se realizan en un alcohol secundario se formará una cetona y en un

alcohol terciario no ocurre ningún cambio ya que este no se ve afectado por los agentes

oxidantes suaves.

El etanol presente en los tubos 1, 2 y 3 se transformó en un aldehído, al ser un alcohol

primario, tomó un color azulado y un aroma frutal, característica que poseen los mismos.

Mientras que el isopropanol presente en el tubo 4 se transformó en una cetona, al ser un

alcohol secundario, tomó un color verde oscuro y un aroma fuerte similar al cloro.

Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4

➢ Se colocó sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4) en una cápsula de porcelana sobre

una tela de amianto con el mechero prendido debajo. El color azul brillante del sulfato de

cobre pentahidratado se presenta luego de una reacción entre el sulfato de cobre y agua.

Al calentarse se evapora el agua y vuelve a su color original, gris blanco pálido. Si el etanol

tiene contenido de agua al agregarlo al sulfato de cobre se vuelve a tornar un azul brillante.

Al añadir el bioetanol obtenido no se observó ningun cambio de color en el sulfato, se

mantuvo el color gris blanco pálido.

➢ También, se realizaron los cálculos de densidad del etanol obtenido.

Tratamiento de residuos:

Para la producción de bioetanol se genera una gran cantidad de residuos orgánicos

(cáscaras, semillas y pulpa de naranja). Una de las formas de reutilizar estos residuos es la

producción de biogás en un biodigestor.

Un biodigestor es un recipiente cerrado herméticamente que se carga con residuos

orgánicos. En su interior se produce la digestión anaeróbica, un tipo de fermentación llevada a

cabo por las bacterias propias de la materia para generar biogás, un biocombustible. El biogás es

una mezcla gaseosa formada por metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) y pequeñas

proporciones de otros gases.

Este gas puede utilizarse en aplicaciones tan diversas como calefacción, generadores

eléctricos, combustible de motores, heladeras, termotanques, entre otras. También, podría ser

utilizado en el proceso de obtención del bioetanol en el mechero utilizado durante la destilación

fraccionada.

Cálculos:

En base a la Experiencia 4:

En gramos:

3,326 k naranja empleada

-

0,500 k jugo empleado

2,826 k residuo

1000 g naranja x 500 g jugo = 150,33 g jugo

3326 g naranja

150,33 g jugo x 8,65 g alcohol = 5,20 g alcohol

250 g jugo

5,20 g alcohol : 0,789 g/ml = 6,6 ml alcohol

1000 g naranja x 2826 g residuo = 850 g residuo

3326 g naranja

Cada kilo de naranja, se obtienen 150,33 g de jugo, 0.85 kg de residuo y 5,2 g o 6,6 ml de

alcohol.

En mililitros:

1000 g naranja x 500 ml jugo = 150,33 ml jugo

3236 g naranja

1000 ml jugo x 6,59 ml alcohol = 43,84 ml alcohol

150,33 ml jugo

1000 ml jugo x 3326 g naranja = 6652 g naranja

500 ml jugo

1000 ml jugo x 2826 g naranja = 5652 g residuo

500 ml jugo

Cada 1 L de jugo de naranja, se necesitan 6,652 k de naranja, se producen 5,562 k de residuo y

43,84 ml de alcohol.

En base a la Experiencia 7:

En gramos:

885 g naranja empleada

-

200 g jugo empleado

685 g residuo

1000 g naranja x 200 g jugo = 225,98 g jugo

885 g naranja

225,98 g jugo x 8,44 g alcohol = 19,07 g alcohol

100 g jugo

19,07 g alcohol / 0,789 g/ml = 24,17 ml alcohol

1000 g naranja x 685 g residuo = 774,01 g residuo

885 g naranja

Cada kilo de naranja, se obtienen 225,98 g de jugo, 774,01 g de residuo y 19,07 g o 24,17 ml de

alcohol.

En mililitros:

1000 g naranja x 200 ml jugo = 225,98 ml jugo

885 g naranja

1000 ml jugo x 24,17 ml alcohol = 106,95 ml alcohol

225,98 ml jugo

1000 ml jugo x 885 g naranja = 4425 g naranja

200 ml jugo

1000 ml jugo x 685 g residuo = 3425 g residuo

200 ml jugo

Cada 1 L de jugo de naranja, se necesitan 4,425 k de naranja, se producen 3,425 k de residuo y

106,95 ml de alcohol.

Rendimiento:

En base a la experiencia 4:

R = ml alcohol x 100%

ml jugo

R = 43,84 ml x 100%

1000 ml

R = 4,38 %

R = g alcohol x 100%

g naranja

R = 5,20 g x 100%

1000 g

R = 0,52%

En base a la experiencia 7:

R = ml alcohol x 100%

ml jugo

R = 106,95 ml x 100%

1000 ml

R = 10,69 %

R = g alcohol x 100%

g naranja

R = 19,07 g x 100%

1000 g

R = 1,9 %

Densidad:

Para calcular la densidad del etanol obtenido se utilizó un picnómetro y se realizaron los

siguientes cálculos:

Referencias:

ρhc= densidad del alcohol casero Vpic= volumen del picnómetro

mpic= masa del picnómetro

mhc= masa del alcohol

Conclusiones:

En conclusión, nuestra hipótesis es corroborada, gracias a la fermentación de los azúcares

de la naranja, junto con la sacarosa agregada y la acción de las levaduras, se obtuvo etanol

cristalino puro con propiedades físicas (ph y densidad) y organolépticas similares al alcohol etílico

de grado medicinal al 96%.

La utilización de un exprimidor eléctrico, la recolección de naranjas en su punto máximo de

maduración y la utilización del doble de la cantidad de sacarosa agregada inicialmente, han hecho

posible mejorar el rendimiento de producción de etanol en comparación con instancias anteriores.

Los desechos obtenidos a partir de este proceso pueden utilizarse como biomasa en la

producción de biogás en un biodigestor.

Teniendo en cuenta las propiedades que posee el etanol, expuestas durante la introducción,

y las que posee el alcohol realizado durante la experiencia, se podría confirmar que se consiguió

un etanol muy similar al fabricado en industrias.

En consecuencia a la pequeña cantidad de etanol producido, es correcto afirmar que no es

rentable utilizar las naranjas de la calle para producir bioetanol a gran escala.

Bibliografía:

Porta-Porta HNS Bioetanol: http://portahnos.com.ar/porta-hnos-bioetanol/ Chimeneas bioetanol.es-Que es el Bioetanol y cómo se produce: https://www.chimeneas-bioetanol.es/content/que-es-el-bioetanol-y-como-se-produce.html Instituto –nacional de Tecnología Agropecuaria-Que es el bioetanol?: https://inta.gob.ar/documentos/que-es-el-bioetanol Lifeder.com-Alcohol etílico: estructura, propiedades, usos, obtención:

https://www.lifeder.com/alcohol-etilico/

Alcohol: Historia, estructura y clasificación

https://www.ecured.cu/Alcohol

Definición de bioetanol:

https://definicion.de/bioetanol/

Definición y tipos de fermentación:

https://concepto.de/fermentacion/#ixzz6fzCBjsxJ

Destilación fraccionada

https://www.dequimica.info/destilacion-fraccionada

¿Qué es la destilación?

https://www.tplaboratorioquimico.com/laboratorio-quimico/procedimientos-basicos-de-

laboratorio/que-es-la-destilacion.html

Diferencias entre desinfectante y antiséptico:

https://www.elsevier.es/es-revista-farmacia-profesional-3-articulo-antisepticos-desinfectantes-

13139886

Biodigestores: los residuos como generadores de energía

https://www.argentina.gob.ar/ambiente/accion/biodigestores

Acción microbiana del alcohol:

https://seguridadbiologica.blogspot.com/2010/11/alcohol-como-agente-desinfectante.html

https://tienda.farmashop.com.uy/alcohol

https://www.amacosalud.com/2017/10/30/sabias-la-diferencia-uso-del-alcohol-70-95/

Agradecimientos:

Lucrecia Montalivet, Maira Dell´ Arciprete, María Victoria Gonzalez, Viviana Lucanera,

Carolina Vitullo y Analía López.