Guía para la Fermentación

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Este artículo pretende ser una guía rápida para aquellos que quieran realizar por primera vez alguna prueba en el tema de la fermentación.

Entre los miembros del grupo de trabajo tenemos una bióloga y un enólogo que seguramente pueden corregirme en algún punto y completar la información.

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

Es el proceso por el cual la levadura convierte azúcar en etanol más CO2. Lo llevan a cabo levaduras, de las cuales la más importante es Saccharomyces Cerevisiae (levadura del panadero y del cervecero), aunque hay otras especies que también fermentan.

PASOS DE LA FERMENTACIÓN

1-Lo más sencillo para realizar una fermentación es realizar un cultivo STARTER: añadir más o menos 1 gramo de levadura de panadero (se compra en panaderías tradicionales) o levadura de vino (bodegas) a un vaso de agua sin cloro a 30-35ºC a la que hemos añadido una cucharadita de azúcar. Agitar bien. Poner una tapa al vaso. A los 20-30 minutos observaremos que empieza a "hervir", eso es la fermentación (se produce CO2 gas que es el que burbujea). La función del cultivo starter es tener levadura en fuerte crecimiento antes de añadirlo a la materia prima que es "extraña" para nuestra levadura.

2-Añadir el cultivo starter a la materia prima que está en el fermentador, y agitar un poco. El fermentador puede ser cualquier recipiente, botella, etc. Es recomendable vidrio o acero inoxidable ya que son más resistentes, pero para nuestro caso un plástico de cierta calidad también sirve. Tapar el recipiente dejando una pequeña abertura para que salga el CO2. Esto es importante ya que si no se crearía una presión en el fermentador. En unas horas observaremos como también salen burbujas. La fermentación puede tardar días o semanas, depende del contenido de azúcares de la materia prima.

PARADA DE LA FERMENTACIÓN

La producción de etanol se produce hasta que hay una parada de fermentación por cualquiera de estas causas:

• Se acaban los azúcares
• Se acaba algún nutriente esencial (vitaminas, etc)
• La concentración de etanol es tan alta que es tóxica para la propia levadura (>12-15%)
• Se contamina el fermentador con hongos o bacterias (la principal causa son las bacterias acéticas que se reconocen fácilmente por el olor a vinagre)
• Temperatura demasiado alta (aprox. >35ºC) o demasiado baja (aprox. <10ºc).

TRUCOS

Hay cuatro trucos sencillos que se pueden aplicar a la obtención de etanol por fermentación:

• Si queremos evitar la formación de bacterias se puede utilizar "azufre". Los antiguos productores de vino quemaban un pedazo de azufre en la barrica, pero hoy en día venden en polvo metabisulfato de sodio que hace el mismo efecto (bodegas especializadas). Una concentración de partida sería 100 ppm (0.1 gramos en un litro). La adición de azufre tiene como contrapartida que relentiza el comienzo de la fermentación.
• Los nutrientes esenciales que suelen ser limitantes en la fermentación son el fosfato amónico y la vitamina tiamina (bodegas especializadas). Si se adiciona estos nutrientes (0.1 gramos/litro) cuando haya transcurrido la mitad del tiempo de la fermentación, se consigue que revitalice.
• En principio el oxígeno es un enemigo de la fermentación, pero las levaduras requieren una mínima cantidad. Airear o agitar incorporando aire a la mitad del proceso de fermentación también activa la fermentación.
• Cuanto más grande es el fermentador más temperatura produce la reacción de fermentación. Puede ser necesario incorporar una camisa refrigeradora (un tubo enrollado alrededor del fermentador por el que pasa agua fría).
  

MEDIDAS DE SEGURIDAD

El peligro más importante que tiene la fermentación es que se produce gran cantidad de CO2. Realizar una fermentación de un volumen considerable en un espacio cerrado y sin ventilación puede producir el desplazamiento del oxígeno por CO2 y provocar asfixia.

Trabajo en Equipo

¡Ya tenemos plataforma de trabajo!

El enlace es el siguiente: FORO PROYECTO BIOETANOL

He activado usuarios para todos aquellos que me habéis enviado un mail. Os paso por mail las contraseñas. Por favor si me he dejado a alguien escribidme a blogbioetanol@gmail.com

Espero que el foro de trabajo sea una herramienta fácil de usar y ágil.

Recordad que el grupo estará siempre abierto a nuevas incorporaciones.

Sensor de Etanol

Para poder seguir el buen funcionamiento del proceso, es necesario medir la concentración de etanol.

Siguiendo el consejo de Intense, me he agenciado un alcoholímetro que me ha costado 7 euros. Este alcoholímetro no mide concentración, simplemente se enciende luz roja si la concentración pasa de 0.5 mg/l y naranja si pasa de 0.2 mg/l. He realizado alguna prueba antes de desmontarlo, y parece que por lo menos detecta si hay o no alcohol en el aire.

El aparato en sí no creo que sea gran cosa, porque por 7 euros incorpora sensor de alcohol, linterna y reloj!!! Pero quizá se puede aprovechar lo que es el sensor propiamente dicho para incorporarlo en otro dispositivo. Perdonad mi ignorancia en electrónica, pero supongo que aunque este aparato no tenga pantalla con medidor de concentración, el sensor debe trabajar con voltaje, y ese voltaje quizá se puede transformar en concentración.

Fotos del aparato desmontado:

Experimentando...

Para ir evaluando las dificultades prácticas que nos vamos a ir encontrando, he realizado este sencillo experimento.

He mezclado 1 kg de residuos orgánicos vegetales con 3 ml de una preparación de Saccharomyces Cerevisiae (levadura del pan) al 0.1%. La mezcla de residuos orgánicos estaba formada por cáscaras de sandía, pieles de patata y otros vegetales (no carne). Todo esto introducido en un depósito de vidrio a una temperatura de 20ºC.

Al cabo de 12h la concentración de etanol era del 0.3 % y al cabo de 36 horas del 1% aproximadamente. Puede que la concentración aumente con el tiempo, ya que por ejemplo la fermentación del vino puede tardar varias semanas. Pero este no es el propósito del experimento, sino visualizar las complicaciones prácticas que surgen:

• Si el residuo orgánico no genera un porcentaje bastante alto de etanol, la destilación directa no sería rentable ya que se necesitaría mucha energía para destilar la mezcla. Una posible mejora sería separar el líquido fermentado y realizar destilación solar.
• ¿Qué hacer con la parte sólida no fermentada? ¿Serviría como compost?