Escudo de la República de Colombia
Sistema Nacional de Biliotecas - Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombia Biblioteca Digital - Repositorio Institucional UN Sistema Nacional de Bibliotecas UN

Modelamiento cinético de la fermentación alcohólica de miel de abejas a diferentes escalas de producción

Blanco Paz, Amaury José (2016) Modelamiento cinético de la fermentación alcohólica de miel de abejas a diferentes escalas de producción. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá.

Texto completo

[img]
Vista previa
PDF - Versión Aceptada
Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives.

3MB

Resumen

Resumen español El hidromiel es una bebida alcohólica tipo vino obtenida mediante fermentación de miel de abejas diluida, que representa una alternativa para el desarrollo tecnológico y económico de la cadena apícola en Colombia. Sin embargo, el escaso conocimiento cinético sobre la fermentación conlleva a procesos ineficientes y productos de baja calidad. En esta investigación se llevó a cabo el modelamiento cinético de la fermentación alcohólica de miel a escalas de laboratorio y piloto utilizando Saccharomyces cerevisiae var. Bayanus y polen apícola como fuente de nitrógeno. Se implementó un diseño factorial completo para evaluar la influencia de la concentración inicial de glucosa, fructosa y nitrógeno asimilable por la levadura (NAL) sobre la producción de etanol y glicerol y el rendimiento etanol/azúcares. Mediante la Metodología de Superficie de Respuestas se obtuvieron valores óptimos de 22% p/p de azúcares y de 123 mg/L de NAL iniciales logrando disminuir el tiempo de fermentación de 8-10 días a 7-8 días. Se ajustaron expresiones matemáticas de los modelos de Gompertz y logístico de tres y cuatro parámetros con altos grados de correlación para los perfiles cinéticos de glucosa, fructosa, glicerol y etanol medidos mediante HPLC, NAL determinado por el método de Sorensen y crecimiento celular mediante recuento de UFC. El ensayo a escala piloto presentó diferencias en los perfiles cinéticos de azúcares y etanol, así como en el contenido de etanol (12.4% v/v) y glicerol (8.5 g/L), acidez volátil (0.27 g/L), rendimiento etanol/azúcares (0.413 g/g) y productividad (0.51 g/L-h), en comparación con el ensayo a escala de laboratorio (15.1±0.2% v/v de etanol, 6.6±0.6 g/L de glicerol, acidez volátil de 0.14±0.01 g/L, rendimiento de 0.507±0.005 y productividad de 0.73±0.01 g/h/L). También se encontraron diferencias significativas en las propiedades sensoriales, principalmente en cuerpo y equilibrio, complejidad de olores y aromas y color. La razón principal de estas diferencias fue las variaciones en la temperatura ambiental en las pruebas a escala piloto., Abstract. Mead is a wine-like alcoholic beverage obtained by fermentation of diluted bee honey, which consists in an alternative for technological and economic development of Colombian beekeeping chain. Nevertheless, the scarce knowledge about fermentation kinetics leads to inefficient processes and low quality products. In this work, the kinetic modelling of alcoholic fermentation of honey using Saccharomyces cerevisiae var. Bayanus and bee pollen as nitrogen source at lab and pilot scales was carried out. Full factorial design was implemented to assess the influence of initial glucose, fructose and yeast assimilable nitrogen (YAN) contents over ethanol and glycerol production and ethanol/sugars yield. By means of Response Surface Methodology optimal initial values of 22% w/w of sugars and 13 mg/L of YAN were obtained. Under these conditions, it was possible to reduce fermentation time from 8-10 days to 7-8 days. Mathematical expressions for Gompertz and logistic models were fitted for kinetic profiles of glucose, fructose, glycerol and ethanol measured by HPLC, YAN calculated by Sorensen method and cell growth by CFU counting, with high degree of correlation. Differences were found for kinetic profiles of sugars and ethanol, as well as for ethanol (12.4% v/v) and glycerol (8.5 g/L) contents, volatile acidity (0.27 g/L), ethanol/sugar yield (0.413 g/g) and productivity (0.51 g/L-h) in pilot scale in comparison with lab scale (15.1%±0.2% v/v of ethanol, 6.6±0.6 g/L of glycerol, volatile acidity of 0.14±0.01 g/L, 0.507±0.005 g/g, 0.73±0.01 g/L-h). Significant differences for sensory properties were also found, mainly for body and balance, odor and aroma complexity and color. The main reason for these differences was the variations in environmental temperature at pilot scale test.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Quicazán Sierra, Marta Cecilia
Información adicional:Máster en Ingeniería Química. Línea de investigación: Bioprocesos Aplicados a Alimentos
Palabras clave:Hidromiel, Nitrógeno asimilable, Saccharomyces cerevisiae, Modelo de Gompertz, Modelo logístico, Mead, Assimilable nitrogen, Saccharomyces cerevisiae, Gompertz model, Logistic model
Temática:5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 57 Ciencias de la vida; Biología / Life sciences; biology
5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 58 Plantas / Plants
5 Ciencias naturales y matemáticas / Science > 59 Animales / Animals
6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 63 Agricultura y tecnologías relacionadas / Agriculture
6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering
Unidad administrativa:Sede Bogotá > Facultad de Ingeniería > Departamento de Ingeniería Química y Ambiental
Código ID:56557
Enviado por : Sr Amaury José Blanco Paz
Enviado el día :08 May 2017 17:07
Ultima modificación:08 May 2017 17:07
Ultima modificación:08 May 2017 17:07
Exportar:Clic aquí
Estadísticas:Clic aquí
Compartir:

Solamente administradores del repositorio: página de control del ítem

Vicerrectoría de Investigación: Número uno en investigación
Indexado por:
Indexado por Scholar Google WorldCat DRIVER Metabiblioteca OAIster BASE BDCOL Registry of Open Access Repositories SNAAC Red de repositorios latinoamericanos eprints Open archives La referencia Tesis latinoamericanas OpenDOAR CLACSO
Este sitio web se ve mejor en Firefox