PRODUCCION DE FUENTE DE ALCOHOL CARBURANTE A PARTIR DEL MUCILAGO DE CACAO (Theobroma cacao l.)
FUEL ALCOHOL SOURCE PRODUCTION FROM THE COCOA MUCILAGO (Theobroma cacao l.)
Luis Xavier Orbea Hinojosa
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Universidad UTE Sede Santo Domingo
Jose Andrés Cedeño García
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Universidad UTE Sede Santo Domingo
Josselyn Katherine Guevara Guevara
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Universidad UTE Sede Santo Domingo
Resumen
El presente trabajo tuvo como objetivo obtener alcohol carburante a partir del mucilago de cacao (Theobroma cacao l.) variedad CCN-51 mediante fermentación alcohólica y así dar un valor agregado a este subproducto. En la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas en el año 2018 existían 24847 (ha) de superficie plantadas de cacao, y a nivel nacional hubieron 464546 (ha). Gran parte de los agricultores cacaoteros de la región, desechan (cascara y el fenículo) en sus cultivos lo cual también actúa como abono. Los granos de cacao extraídos de las mazorcas se pueden comercializar; secos o en baba (húmedos), los centros de acopio que reciben los granos de cacao en baba apilan sacos en tarimas y esto genera exudación de mucilago, el mismo que es recolectado, vertido al suelo, desechado al sistema de alcantarillado o enviado a pozos séptico, causando contaminación de fuentes hídricas y esterilización del suelo. La caracterización del mucílago de cacao fue determinada mediante diversos análisis físicos-químicos como: pH mediante potenciometría, acidez total por volumetría, %v/v por volumetría y ºBrix mediante refractometría, éste ultimo presentó variabilidad de 14% hasta 18%; mientras mayor es la cantidad de sólidos solubles presentes en el mucilago, el rendimiento aumenta, esto será directamente proporcional a la cantidad final de alcohol carburante (%v/v). La recepción del mucilago de cacao se la realizó en canecas de poliuretano esterilizadas, luego de su filtración se procedió a esterilizar el mucílago a 121°C por 15 minutos con el fin de eliminar toda la carga microbiana. El proceso de fermentación se realizó con ayuda de levadura (Saccharomyces cerevisiae) comercial liofilizada en concentración de 0.05g/1000ml durante 7 días, mediante el uso de un equipo fermentador construido en acero inoxidable 316, el cual cuenta con un sistema automatizado de temperatura controlada y se programó a 23ºC, cada día se tomaron muestras de pH, acidez total, %v/v y ºBrix esta última variable fue la más importante ya que al llegar a 7 ºBrix se debe detener el proceso de fermentación. Posteriormente se realizó la destilación en un equipo automatizado, construido en acero inoxidable 316 con capacidad de 10L por cada corrida a una temperatura de 80ºC y como resultado se obtuvo etanol a 76 %v/v. Los resultados de la muestra fueron: Metanol 1.31 y Etanol 74.67 %v/v. La muestra analizada cumple con la NTE INEN 375 tal que los niveles de metanol (mg/100 cm3) se encuentran por debajo de la norma.
Palabras clave: Alcohol carburante, mucilago, Saccharomyces cerevisiae, fermentación, destilación.
Abstract
The present work aimed to obtain fuel alcohol from the cocoa mucilage (Theobroma cacao l.) Variety CCN-51 through alcoholic fermentation and thus give added value to this by-product. In the province of Santo Domingo de los Tsachilas in 2018 there were 24847 (ha) of area planted with cocoa, and nationwide there were 464546 (ha). A large part of the cocoa farmers in the region dispose of their crops (husk and phenotype), which also acts as fertilizer. Cocoa beans extracted from the ears can be marketed; dry or drool (wet), the collection centers that receive the cocoa beans in baba stack sacks on pallets and this generates mucilage exudation, the same that is collected, discharged to the ground, discarded into the sewer system or sent to wells septic, causing contamination of water sources and soil sterilization. The characterization of the cocoa mucilage was determined by various physical-chemical analyzes such as: pH by potentiometry, total acidity by volumetry,% v / v by volumetry and ºBrix by refractometry, the latter presented variability from 14% to 18%; The greater the amount of soluble solids present in the mucilage, the yield increases, this will be directly proportional to the final amount of fuel alcohol (% v / v). The reception of the cocoa mucilage was carried out in sterile polyurethane cans, after filtration the mucilage was sterilized at 121 ° C for 15 minutes in order to eliminate all the microbial load. The fermentation process was carried out with the aid of freeze-dried commercial yeast (Saccharomyces cerevisiae) in a concentration of 0.05g / 1000ml for 7 days, using a fermentation equipment built in 316 stainless steel, which has an automated temperature controlled system and was programmed at 23 ° C, samples of pH, total acidity,% v / v and º Brix were taken every day. This last variable was the most important since when reaching 7 º Brix the fermentation process must be stopped. Subsequently, distillation was carried out in an automated equipment, constructed in 316 stainless steel with a capacity of 10L for each run at a temperature of 80 ° C and as a result, ethanol was obtained at 76% v / v. The results of the sample were: Methanol 1.31 and Ethanol 74.67% v / v. The analyzed sample complies with the NEN INEN 375 such that methanol levels (mg / 100 cm3) are below the norm.
Key Words: Fuel alcohol, mucilage, Saccharomyces cerevisiae, fermentation, distillation.