ALCOHOL Cuando hablamos de alcohol nos referimos al alcohol etílico o etanol, conocido desde los tiempos más remotos como la porción más pura del espíritu del vino. Se lo encuentra como producto principal de la fermentación de glúcidos. Su existencia en la naturaleza como alcohol etílico libre, es discutida. Su rol en homeopatía es el de excipiente o insumo inerte y su uso no se limita sólo al campo farmacéutico ya que se lo utiliza como integrante de muchas bebidas, como solvente, como combustible y materia prima para síntesis orgánica. Su fórmula es CH3 CH2 OH OBTENCIÓN DEL ETANOL Existen diversas sustancias y productos que pueden emplearse como materia prima para la obtención del alcohol, las cuales pueden agruparse en: 1. Productos sin azúcar, pero que contienen almidón o fécula. - granos de cereales (maíz, arroz, trigo, etc,) - productos amiláceos (papas, batatas, etc.) - algunas leguminosas 2. Productos con azúcar. - Frutos dulces (manzana, uva, etc.) - Melazas (de la caña de azúcar o de la remolacha) - Miel, jarabes, etc. 3. Productos con alcohol - Vino de uva o frutos - Líquidos de desechos de la industria de bebidas alcohólicas - Etc. 4. Productos celulósicos - Madera - Residuos de la obtención de celulosa, papel, etc. 5. Hidrocarburos gaseosos
El proceso más empleado actualmente consiste en producirlo por fermentación de la materia prima utilizada (1. a 4.), que a su vez comprende tres (3) etapas fundamentales: a) Preparación del mosto o líquido azucarado. b) Fermentación del mosto. c) Destilación del líquido alcohólico obtenido. a) PREPARACIÓN DEL MOSTO De acuerdo con el tipo de producto del cual se parte: 1. Productos sin azúcar (con almidón): - Si se parte de productos amiláceos (papa), luego del pelado se llevan al autoclave durante 45 min, entre 2,5 3 atm. de presión, a T constante de 135 C. Luego se añade agua quedando separada la pulpa del almidón libre. La mezcla se envía a un tamizador, obteniéndose una suspensión de almidón en condiciones de ser mezclada con la malta (cebada germinada que contiene las encimas necesarias para transformar el almidón en azúcar fermentecible), para realizar el proceso de sacarificación. La malta contiene amilasa y dextrinasa, que son enzimas que degradan al almidón hasta transformarlo en maltosa - Si se parte de granos de cerales (maíz) previa humectación, se envían al autoclave donde al agregarle agua se llevan a ebullición con vapor. Luego de una hora se aumenta la presión interior en forma progresiva hasta 3 atm. la cual se mantiene durante media hora más. ]Se obtiene un líquido que, en esas condiciones, puede mezclarse con la malta. Preparación del mosto propiamente dicha El líquido que se obtiene de las operaciones previas y que contiene el almidón en suspensión, se mezcla con la malta. La T óptima para que actúen las enzimas es de 56-57 C. El proceso de sacarificación del almidón dura entre 3 y 4 horas. El almidón, luego de pasar por varios compuestos intermedios, es transformado totalmente en maltosa (disacárido) y así se obtiene el punto final del mosto, el cual se deja enfriar a 20 C y se filtra dejándolo listo para fermentar. 2. Productos con azúcar. Si se parte de la melaza de azúcar de caña o remolacha (líquido que contiene entre 15% - 20% de sacarosa), esta se diluye con agua, hasta obtener una concentración del 12% de sacarosa, luego se añade una solución de sulfato y fosfato de amonio, como alimento de la levadura a agregar. El mosto así preparado, está en condiciones de someterse a la fermentación.
3. Productos con alcohol Los líquidos de desechos de la industria de bebidas alcohólicas, así como el vino o el zumo de frutas, contienen una proporción variable de glucosa (azúcar fermentecible). Estos líquidos se diluyen con agua hasta una concentración alcohólica inferior al 8%. La solución así obtenida constituye el mosto listo para fermentar. 4. Productos celulósicos - Si se parte de madera o desechos celulósicos, su transformación en azúcar fermentecible se realiza por dos procesos: Método de Bergius-Rheinau: transforma la madera en aserrín, el que luego es secado hasta tener no más de 0,5% de agua. Luego se le agrega ácido clorhídrico muy concentrado (40%), que es el responsable de transformar la celulosa en azúcares solubles (el CLH es separado de estas soluciones por evaporación al vacío y posterior tratamiento con aire caliente). Se obtiene así un producto sólido de varios azúcares que se diluye con 3 veces su peso en agua, el que se calienta por 30 min a 120 C, constituyendo el mosto de ferementación. Método de Scholler: emplea ác. sulfúrico diluido y trabaja a 170 C. Este método no necesita secar previamente la madera. La solución de SO4H2 al 0,2-0,4 % se inyecta a 10 atm de presión sobre la madera desmenuzada y la solución azucarada resultante se neutraliza con fosfato de calcio y cal, quedando así apta para la fermentación. b) FERMENTACIÓN DEL MOSTO Los mostos preparados por cualquiera de los procesos anteriores, se someten a la fermentación empleando levaduras de cerveza cultivadas (de fermentación alta) (Saccharomyces cerevisiae). Estas levaduras contienen distintas enzimas (maltasa, invertasa y zimasa) que accionan conforme al azúcar presente en el mosto. - Si se parte de productos sin azúcar, la maltasa actúa sobre la maltosa, transformándola en glucosa: maltasa C12H22O11 + H2O---------------- 2C6H12O6 maltosa glucosa - Si se parte de productos con azúcar, la invertasa transforma la sacarosa del mosto en glucosa y fructosa: invertasa C12H22O11 + H2O ----------------C6H12O6 + C6H12O6 sacarosa glucosa fructosa La glucosa producida en las dos reacciones anteriores o bien la de los mostos de los productos con alcohol o los celulósicos, es transformada por la zimasa (de la levadura) en etanol y anhídrido carbónico: zimasa
C6H12O6 ---------------------------2CO2 + 2CH3-CH2.OH glucosa etanol Una vez enfriado el mosto a 15-20 C se acidifica con ácido sulofúrico hasta ph: 5 para impedir el desarrollo de otros gérmenes.luego se agrega la levadura. La fermentación propiamente dicha Se hace en tres fases sucesivas (en un total de 72 horas): I. Fermentación preliminar: el mosto acidificado se mantiene por 20 horas a una T de 22 C (esto tiene como objetivo que la levadura crezca y se desarrolle). II. Fermentación principal: la temperatura se eleva y se mantiene entre 26-29 C. En esta etapa, la glucosa se transforma, por acción de la zimasa, en alcohol y gas carbónico (este último, responsable de la agitación permanente de la masa). Esta etapa dura 18 horas. III. Fermentación complementaria: aquí el desprendimiento del CO2 es lento y regular, por lo que el mosto queda tranquilo. En esta etapa fermentan las dextrinas, pues previamente deben simplificarse hasta maltosa. Esta es la etapa más lenta, y dura 26 horas. c) DESTILACIÓN DEL LÍQUIDO ALCOHÓLICO OBTENIDO El líquido alcohólico obtenido en los procesos anteriores, posee entre un 7-12 % de etanol. En la actualidad, la destilación y la rectificación se realizan en una sola etapa, empleando equipos continuos que contienen dos columnas: *a la 1ra. (columna purificadora ), llega el líquido alcohólico proveniente de la fermentación del mosto, donde se produce la separación de las impurezas de cabeza (productos más volátiles que el etanol), constituida por aldehídos (mayormente etanal) y algunos ésteres (acetato de etilo principalmente). Las impurezas de cola se separan por la parte superior de la columna. *A la 2da. (columna rectificadora) pasa el líquido residual penetrando por su parte media inferior, donde los vapores de alcohol desprenden las impurezas de cola (productos menos volátiles que el etanol), constituidas por ácidos (fórmico, acético, etc.) y alcoholes superiores (propílico, amílico, etc.). Las impurezas de cola se separan por la parte inferior de la columna de rectificación. Los vapores de etanol, libres de impurezas, salen por la parte superior de esta columna y se envían a un refrigerante. De allí el alcohol líquido se envía a tanques de almacenamiento. El alcohol industrial obtenido posee una concentración del 95%, el resto es solo agua, no posee olor ni gusto desagradables. 5. Hidrocarburos gaseosos: - Hidratación del etileno: existen dos procedimientos: a) Método de hidratación directa: etileno + agua = alcohol etílico
b) Al etileno se le agrega ácido sulfúrico concentrado y se forma sulfato ácido de etilo, que por hidrólisis regenera al ácido sulfúrico y obtiene el etanol. - Hidrogenación del monóxido de carbono: Por combustión parcial del gas natural CO se obtiene CO y H2, mezcla esta que al pasar por un catalizador, en condiciones de presión y T determinadas, obtiene diversos compuestos orgánicos. Industrialmente el producto principal es la gasolina, obteniéndose alcohol etílico como producto secundario. - Hidratación e Hidrogenación del Acetileno: El acetileno, obtenido por acción del H2O sobre el carburo de calcio, se hidrata y se forma el alcohol vinílico (etanol) que es inestable y pasa a un aldehído (etanal) que en presencia de H2, forma etanol. BIBLIOGRAFÍA: - Química Orgánica de Biasioli, Weitz, Chandias. - Apuntes Lic. Ivana S. Rosales de Barbero. - Química Inorgánica-Orgánica de García-Riviere