Diseño de un protocolo para el control del proceso de una planta piloto de fermentación con jugo de pulpa de café

Abstract

Se realizó un protocolo de control del proceso de fermentación alcohólica de jugo de pulpa de café con Saccharomyces cerevisiae en la planta piloto del beneficio Central de Coopetarrazú R.L ubicado en San Marcos de Tarrazú en San José, Costa Rica. El presente trabajo se llevó a cabo con el objetivo de optimizar y normalizar el proceso de producción de etanol en una planta piloto y, por consiguiente, se realizaron experimentaciones en la planta piloto las cuales permitieron redactar e implementar el protocolo de control que se anexa a este trabajo. Primeramente, se caracterizó el sustrato utilizado en el proyecto, el cual corresponde al jugo de pulpa de café de Coopetarrazú R.L. La composición del subproducto del beneficio al momento de recolección fue de 11,92 ºBrix con s=1,86; y la acidez fue de pH 4,47 con s=0,15. Lo cual muestra que la pulpa de café es un sustrato ideal para realizar fermentaciones alcohólicas, ya que no se requiere ácido sulfúrico para acidificar el mosto y la materia prima es un residuo del procesamiento del café, por lo cual no tiene costos. Se calculó la levadura requerida en el proceso y a partir de la composición de la materia prima se determinaron las deficiencias nutricionales del mosto para el crecimiento de la levadura, con lo cual se adicionó 0,75 g/L de urea 0,5 g/L de fosfato monoamónico y 0,15 g/L de sulfato de magnesio. Mediante un factorial 2 3 se demostró que el mosto fermentado contiene una fracción volumétrica del 3,87 % de etanol, al 99 % de confianza para los niveles: concentración inicial de levadura 1,5 g/L, crema de levadura 25 ml/L y un flujo tipo 2 descrito en el documento. El rendimiento del producto respecto al teórico fue de 66 % y la productividad 1,79 g/(L·h), aún en condiciones adversas como lo es: la falta de un sistema de regulación de temperatura y tanques abiertos. Finalmente se aplicó el protocolo durante una semana con lo cual se desmotró que el protocolo permite...