Tehnologia Alcoolului și a Drojdiei - Materii Prime Utilizate la Fabricarea Alcoolului și a Drojdiei

1.1. GENERALITĂŢI

Industria alcoolului şi a drojdiei se bazează în principal pe activitatea fermentativă a drojdiilor, care transformă glucidele fermentescibile din substrat în alcool etilic ca produs principal de fermentaţie şi respectiv în biomasă.

Cuvântul alcool provine de la cuvântul arab „al-kohol” care înseamnă lucru, obiect subtil şi este pentru prima oară citat în Europa în secolul al XIII-lea de alchimistul italian Taddeo Aldoretti (Firenze).

Adoptarea cuvântului alcohol, respectiv alcool este apoi completată de Arnoldo da Villanova în secolul al XIII-lea şi intră în uzul alchimiştilor în secolul al XIV-lea, prin lucrările lui Teofrasto Paracelso cu semnificaţia de „fineţe excelentă” pentru a fi readus şi pus în folosinţă curentă în 1787 de către Lavoisier în noua sa nomenclatură chimică.

În secolele XIV÷XVI, obţinerea alcoolului devine din ce în ce mai obişnuită şi apar o serie de denumiri cum ar fi cele de alcool din vin sau spirito di vino, având semnificaţia părţii celei mai subtile a vinului reprezentată prin alcool. În secolul al XVIII-lea se fac primele studii privind formarea alcoolului prin fermentarea plămezilor zaharoase, sfârşitul acestui secol marcând un deosebit progres al cunoştinţelor despre natura alcoolului, formarea şi constituţia sa precum şi în privinţa controlului său analitic. Secolul al XVIII-lea marchează aprofundarea fenomenelor de transformare a amidonului în glucide şi apoi a acestora în alcool, un rol deosebit având vestitul chimist Lavoisier.

Studiile efectuate de Fabroni, Thenard, Appert, Gay-Lussac, Cagniari de Latour, Schwan, Turpin, Liebig şi de celebrul Pasteur, în secolul al XIX-lea, cu privire la fermentaţia alcoolică, au condus la obţinerea alcoolului pe scară industrială din diferite materii prime.

Tot în secolul al XIX-lea se produce pentru prima oară alcoolul pe cale sintetică sau prin compunerea elementelor obţinute din substanţe minerale. În prezent se produc cantităţi mari de alcool atât pe cale naturală cât şi pe cale sintetică.

Alcoolul etilic se produce în prezent pe plan mondial, în cea mai mare parte prin fermentarea plămezilor care conţin glucide fermentescibile, cu ajutorul drojdiei. Alcoolul etilic obţinut pe cale biotehnologică mai poartă denumirea de bioalcool, deosebindu-se astfel de alcoolul etilic de sinteză. Alcoolul etilic rafinat are multiple utilizări în diferite industrii. În industria alimentară este folosit pentru fabricarea băuturilor alcoolice şi a oţetului, în industria chimică pentru obţinerea cauciucului sintetic şi ca dizolvant, în industria farmaceutică pentru prepararea anumitor substanţe (eter, cloroform, ş.a.), iar în medicină ca dezinfectant.

Alcoolul absolut, la concentraţia de 99,8% vol., se utilizează în ţările lipsite de zăcăminte petrolifere, drept carburant, în amestec de 20÷30% cu benzina căreia îi măreşte totodată şi cifra octanică. Cel mai ambiţios program privind folosirea alcoolului în scopuri energetice îl are Brazilia care, sub denumirea de PROALCOOL, urmăreşte a înlocui 15÷21% din cantitatea de benzină cu alcool obţinut din trestie de zahăr. În Japonia s-a elaborat programul RAPAD (Research Association for Petroleum Alternatives Developements) care urmăreşte realizarea de etanol şi acetonă-butanol-etanol prin procedee biotehnologice, folosind ca materie primă celuloza. În Franţa programul Carburol urmăreşte realizarea alcoolului etilic din sfeclă şi a butanolului din paie. Noua Zeelandă a efectuat studii pentru obţinerea etanolului din lactoserum.

În noţiunea de drojdii s-a inclus atât drojdia comprimată, folosită în industria panificaţiei drept afânător biologic, cât şi drojdia furajeră, care este utilizată pe scară largă pentru completarea deficitului de proteine pe plan mondial pentru hrana animalelor.

1.2. MATERII PRIME UTILIZATE LA FABRICAREA ALCOOLULUI ŞI

A DROJDIEI

În funcţie de natura substanţelor utile pe care le conţin, materiile prime folosite la fabricarea alcoolului şi a drojdiei se pot clasifica astfel:

1. Materii prime amidonoase:

­ cereale: porumb, secară, grâu, orz, ovăz, orez, sorg, etc;

­ cartofi;

­ rădăcini şi tuberculi de plante tropicale: rădăcini de manioc, tuberculi de batate, etc.

2. Materii prime zaharoase:

­ sfecla şi trestia de zahăr;

­ melasa din sfeclă şi trestie de zahăr;

­ struguri, fructe, tescovine dulci, etc.

3. Materii prime celulozice:

­ deşeuri din lemn de brad, molid, fag, etc.;

­ leşii bisulfitice rezultate de la fabricarea celulozei.

4. Materii prime care conţin inulină şi lichenină:

­ tuberculi de topinambur;

­ rădăcini de cicoare;

­ muşchi de Islanda.

Materiile prime prezentate nu epuizează totalitatea materiilor prime posibile a fi folosite la fabricarea alcoolului şi drojdiei, se fac cercetări pentru descoperirea de noi surse de materii prime din care să se poată obţine în condiţii economice alcool şi drojdie. În continuare se prezintă numai materiile prime utilizate în fabricile de alcool şi drojdie din ţara noastră.

Cele mai utilizate materii prime sunt melasa, cerealele şi cartofii.

1.2.1. Melasa

Prin melasă se înţelege ultimul reziduu care rămâne de la fabricarea zahărului, în urma cristalizării repetate a zaharozei şi din care nu se mai poate obţine economic zahăr prin cristalizare.

În timpul primului război mondial, ca urmare a faptului că cerealele nu mai erau în cantităţi suficiente, la fabricarea drojdiei plămezile amidonoase zaharificate au fost înlocuite cu melasă, care avea un preţ mai convenabil şi era mai uşor de depozitat decât cerealele.

În prezent, în S.U.A., Europa, Australia ca şi la noi în ţară, melasa este principala materie primă folosită la fabricarea drojdiei de panificaţie şi în condiţii dirijate, 4 g melasă (aproximativ 2 g zaharoză) pot contribui la obţinerea unui gram de drojdie de panificaţie.

Caracteristici fizico-chimice. Din punct de vedere fizic, melasa se prezintă ca un lichid vâscos, având o culoare brună-neagră, cu miros plăcut de cafea proaspăt prăjită şi un gust dulce-amărui. Reacţia melasei este, de regulă, uşor alcalină.